Preview

Российский технологический журнал

Расширенный поиск

Синтез программных угловых движений космического аппарата дистанционного зондирования Земли с высоким пространственным разрешением

https://doi.org/10.32362/2500-316X-2021-9-3-78-87

Полный текст:

Аннотация

Рассматривается космический аппарат дистанционного зондирования Земли (КА ДЗЗ) со съемочной оптико-электронной аппаратурой высокого или сверхвысокого разрешений. В процессе съемки регистрируемое изображение постоянно перемещается по матрице фотоприемника с непостоянной и/или избыточной скоростью, неподходящей для данного фотоприемника. Цель статьи состоит в синтезе способа управления ориентацией и стабилизацией КА ДЗЗ, который позволит обеспечить строго заданную скорость движения изображения на фотоприемнике. Предлагается отыскать такой закон движения (функциональные зависимости угловых скоростей КА ДЗЗ от времени), который позволит при его применении в контуре управления компенсировать неподходящие для данного фотоприемника скорости движения изображения. Используемый метод состоит в дифференцировании по времени фундаментального уравнения космической фотограмметрии в направляющих косинусах, а также в дифференцировании матрицы направляющих косинусов, обеспечивающей переход между направляющими косинусами в пространстве изображений и пространстве предметов. Полученный в статье результат – выведенное уравнение космической фотограмметрии в кинематическом виде, а также функциональные зависимости угловых скоростей от времени. В представленной статье составлена математическая модель сканирования изображений ландшафтов Земли с помощью КА ДЗЗ. Полученные функциональные зависимости могут быть применимы при разработке бортовых алгоритмов управления ориентацией и стабилизацией КА ДЗЗ. При реализации в бортовой вычислительной машине управления ориентацией и стабилизацией по полученным функциональным зависимостям может быть обеспечена строго заданная скорость движения изображения в фокальной плоскости бортовой съемочной аппаратуры, а, следовательно, повышено качество сканированного изображения путем улучшения функции передачи модуляции кинематического «смаза» изображения.

Об авторе

С. Ю. Горчаков
АО «Корпорация «ВНИИЭМ»
Россия

Горчаков Сергей Юрьевич, инженер

107078, Москва, Хоромный тупик, д. 4, стр. 1



Список литературы

1. Бородин М.С. Технология трехосного сканирования в оптико-электронной космической съемке. Космонавтика и ракетостроение. 2008;2(51):75−83.

2. Галкина А.С. Синтез программ управления угловым движением космического аппарата для съемки криволинейных маршрутов: дисс. канд. техн. наук. Самара; 2011. 143 с.

3. Бутырин С.А., Сомова Т.Е. Оптимизация режимов сканирующей оптико-электронной съемки и 3Dанимация движения спутника землеобзора. В сб.: XVI Всероссийский семинар по управлению движением и навигации летательных аппаратов: сб. трудов. Самара: СГАУ им. С.П. Королева; 2013. С. 30−33.

4. Сомов Е.И., Бутырин С.А. Алгоритмы наведения и гиросилового управления ориентацией спутников землеобзора при сканирующей оптико-электронной съемке. Механика, управление и информатика. 2012;3(9):61−70.

5. Сомов Е.И. Аналитический синтез законов гиросилового наведения космических аппаратов информационного назначения. В сб.: XIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам: сб. материалов. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»; 2007. С. 90−92.

6. Геча В.Я., Жиленев М.Ю., Горчаков С.Ю., Новоселов С.А. Формулы расчета кинематических параметров орбитальной съемки планеты бортовой оптико-электронной аппаратурой космического аппарата. Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2019;173(6):23−32. URL: http://jurnal.vniiem.ru/text/173/23-32.pdf

7. Методические указания. Спутники Земли искусственные. Основные системы координат для баллистического обеспечения полетов и методика расчета звездного времени. РД 50-25645.325-89. М.: Изд-во стандартов; 1990. 23 с.

8. Petit G., Luzum B. (Eds.). IERS Conventions (2010). IERS Technical Note; 36. Frankfurt am Main: Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie; 2010. 179 p. ISBN 3-89888-989-6

9. Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90.11). Справочный документ. М.: 27 ЦНИИ Министерства обороны России; 2014. 52 с.

10. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. ГОСТ 20058-80. М.: Изд-во стандартов; 1981. 54 с.

11. Урмаев М. Космическая фотограмметрия. М.: Недра; 1989. 278 c. ISBN 5-247-01273-9

12. Геча В.Я., Жиленев М.Ю., Федоров В.Б., Хрычев Д.А., Худак Ю.И., Шатина А.В. Поле скоростей движения точек изображения при орбитальной съемке поверхности планеты. Российский технологический журнал. 2020;8(1):97−109. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2020-8-1-97-109

13. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука; 1992. 280 c.

14. Markley F.L., Crassidis J.L. Fundamentals of Spacecraft Attitude Determination and Control. New York: SpringerVerlag; 2014. 486 p.

15. Батраков А.С. Общая модель для расчета и анализа скорости сдвига оптического изображения при съемке земной поверхности. Исслед. Земли из космоса. 1989;4:99−106.

16. Бутырин С.А. Кинематический синтез программного углового движения космического аппарата при оптико-электронной съемке Земли. Известия Самарского научного центра РАН. 2007;9(3):664−670. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kinematicheskiy-sintezprogrammnogo-uglovogo-dvizheniya-kosmicheskogoapparata-pri-optiko-elektronnoy-semke-zemli/viewer


Дополнительные файлы

1. Направление основных векторов скорости и ортов визирной системы координат во время сканирования
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (51KB)    
Метаданные

Цель – найти закон движения космического аппарата дистанционного зондирования Земли, который позволит при его применении в контуре управления компенсировать неподходящие для фотоприемника скорости движения изображения. Результат – выведено уравнение космической фотограмметрии в кинематическом виде, а также функциональные зависимости угловых скоростей от времени, составлена математическая модель сканирования изображений ландшафтов Земли.

Для цитирования:


Горчаков С.Ю. Синтез программных угловых движений космического аппарата дистанционного зондирования Земли с высоким пространственным разрешением. Российский технологический журнал. 2021;9(3):78-87. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2021-9-3-78-87

For citation:


Gorchakov S.Yu. Synthesis of program angular motions of the Earth remote sensing spacecraft with high spatial resolution. Russian Technological Journal. 2021;9(3):78-87. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2500-316X-2021-9-3-78-87

Просмотров: 31


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-316X (Online)