Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам

Запропоновано метод координатної прив’язки ізольованого об’єкта без попереднього калібрування. Рівняння враховують невизначеність взаємної орієнтації камери та зіркового датчика. A method of geo-referencing isolated ground objects without prior in-flight geometric calibration is proposed....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Проблемы управления и информатики
Datum:	2016
1. Verfasser:	Ткаченко, А.И.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України 2016
Schlagworte:	Космические информационные технологии и системы
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/208195
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам / А.И. Ткаченко // Проблемы управления и информатики. — 2016. — № 4. — С. 116-124. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-208195
record_format	dspace
spelling	Ткаченко, А.И. 2025-10-21T15:43:52Z 2016 Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам / А.И. Ткаченко // Проблемы управления и информатики. — 2016. — № 4. — С. 116-124. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0572-2691 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/208195 629.7.05 10.1615/JAutomatInfScien.v48.i8.20 Запропоновано метод координатної прив’язки ізольованого об’єкта без попереднього калібрування. Рівняння враховують невизначеність взаємної орієнтації камери та зіркового датчика. A method of geo-referencing isolated ground objects without prior in-flight geometric calibration is proposed. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Проблемы управления и информатики Космические информационные технологии и системы Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам Координатна прив’язка наземного об’єкта за неточними космічними знімками Geo-referencing of ground object using inexact space snapshots Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам
spellingShingle	Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам Ткаченко, А.И. Космические информационные технологии и системы
title_short	Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам
title_full	Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам
title_fullStr	Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам
title_full_unstemmed	Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам
title_sort	координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам
author	Ткаченко, А.И.
author_facet	Ткаченко, А.И.
topic	Космические информационные технологии и системы
topic_facet	Космические информационные технологии и системы
publishDate	2016
language	Russian
container_title	Проблемы управления и информатики
publisher	Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
format	Article
title_alt	Координатна прив’язка наземного об’єкта за неточними космічними знімками Geo-referencing of ground object using inexact space snapshots
description	Запропоновано метод координатної прив’язки ізольованого об’єкта без попереднього калібрування. Рівняння враховують невизначеність взаємної орієнтації камери та зіркового датчика. A method of geo-referencing isolated ground objects without prior in-flight geometric calibration is proposed.
issn	0572-2691
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/208195
citation_txt	Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам / А.И. Ткаченко // Проблемы управления и информатики. — 2016. — № 4. — С. 116-124. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT tkačenkoai koordinatnaâprivâzkanazemnogoobʺektaponetočnymkosmičeskimsnimkam AT tkačenkoai koordinatnaprivâzkanazemnogoobêktazanetočnimikosmíčnimiznímkami AT tkačenkoai georeferencingofgroundobjectusinginexactspacesnapshots
first_indexed	2025-11-26T01:45:48Z
last_indexed	2025-11-26T01:45:48Z
_version_	1850606505350397952
fulltext	© А.И. ТКАЧЕНКО, 2016 116 ISSN 0572-2691 КОСМИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ УДК 629.7.05 А.И. Ткаченко КООРДИНАТНАЯ ПРИВЯЗКА НАЗЕМНОГО ОБЪЕКТА ПО НЕТОЧНЫМ КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ Введение В настоящей работе рассматривается задача координатной привязки неизвестного точечного наземного объекта — определения его местоположения в земной системе координат — по результатам съемки с борта космического аппарата (КА). Такого ро- да съемка и привязка — существенные составляющие исследований Земли из космо- са [1, 2]. Под упомянутой в заголовке неточностью снимков подразумеваются эф- фекты, вызванные остаточной предполетной неопределенностью взаимного угло- вого положения съемочной камеры и звездного датчика, предоставляющего параметры ориентации КА в момент экспонирования. Традиционно для устране- ния такой неопределенности предполагается использовать процедуры полетной геометрической калибровки [3, 4]. Затруднения, возникающие при этом, могут быть связаны, например, с тем, что необходимые для полетной калибровки топографиче- ски привязанные наземные ориентиры недоступны для наблюдения. В ряде публика- ций [5, 6] показана возможность и представлены алгоритмы уточнения взаимной ори- ентации съемочной камеры и звездного датчика в полете по наблюдениям неизвест- ных наземных объектов-ориентиров. Таковыми могут служить, в частности, объекты, подлежащие координатной привязке. Показано, что такой подход обеспечивает при- емлемую точность полетной геометрической калибровки, если в поле зрения камеры оказывается значительное число (10–20) визуально выразительных объектов, фикси- рованных на земной поверхности [6]. В рассматриваемом приложении применение упомянутого подхода осложняется, если количество подлежащих привязке визуально контрастных наземных объектов невелико, вплоть до единственного. Предлагаемый ниже способ координатной привязки предусматривает не оце- нивание, а лишь учет неизвестных характеристик углового рассогласования камеры и звездного датчика в корпусе КА. Этот способ предназначается для реализации в условиях умеренных требований к точности координатной привязки (20–40 м) и при неопределенности взаимной ориентации камеры и звездного датчика на уровне, который обычно является исходным для полетной геометрической калиб- ровки. Подчеркнем, что упомянутый способ координатной привязки предлагается не как равноценная альтернатива использованию полетной геометрической калиб- ровки при равных прочих условиях, а как доступный и приемлемый выход из по- Международный научно-технический журнал «Проблемы управления и информатики», 2016, № 4 117 ложения в ситуации, когда нет нужного объема информации для выполнения по- летной геометрической калибровки. 1. Постановка задачи Космический аппарат, с которым в некоторой его точке O связаны камера, звездный датчик и аппаратура потребителя системы GPS, движется по низкой околоземной орбите. Свяжем с камерой и звездным датчиком соответственно ор- тонормированные координатные базисы ),,( 321 kkkK и ),,,( 321  eeeE направив единичный вектор 3k по оптической оси камеры в сторону, противоположную объекту съемки, а единичный вектор  3e — по оптической оси звездного датчика в сторону звездного неба. Введем ортонормированные геоцентрические базисы: I — инерциальный, J — связанный с Землей («земной»). Взаимная ориентация двух последних базисов доступна определению, когда она нужна, с точностью, согласованной с требованиями корректности применения полученных ниже алго- ритмов. Более детальная конкретизация базисов I и J здесь не нужна. Представ- ления физических векторов в каждом из введенных базисов отмечаем соответ- ствующим нижним индексом. Звездный датчик определяет параметры ориента- ции базиса E относительно ,I например, в виде матрицы направляющих косинусов ,A задающей преобразование координат некоторого вектора 3Rp по фор- муле .EI App  Сообщения GPS о координатах точки O в базисе J и показания звездного датчика доступны синхронно с моментами экспонирования при съем- ках, выполняемых камерой. В течение промежутка времени, достаточного для выполнения 5–30 снимков, в поле зрения камеры оказывается визуально отчетливый точечный объект ,M расположенный на трассе полета либо вблизи нее и фиксированный на земной поверхности. Предварительно предполагаемое местонахождение объекта M в ба- зисе J известно с неопределенностью порядка километров. Это позволяет наво- дить оптическую ось камеры КА на окрестность объекта ,M соразмерную упо- мянутой неопределенности, так, чтобы объект попадал в поле зрения камеры. Другие неизвестные объекты или пространственно привязанные наземные ориен- тиры, пригодные для использования при полетной геометрической калибровке камеры и звездного датчика, недоступны наблюдению. Необходимо, используя координаты изображений точки M на чувствитель- ной площадке камеры в моменты съемки и не уточняя взаимной ориентации ка- меры и звездного датчика, оценить координаты точки M в базисе J с точностью, характеризуемой среднеквадратическим отклонением ошибки на уровне 20–40 м. 2. Уравнения измерений Как в [6], охарактеризуем неопределенность взаимной ориентации бази- сов E и K после предполетной калибровки [7] малым вектором θ . Если при 0θ базисы E и K совмещены, то при 0θ оказывается KEE E pθp )]([ 3  , где 3E — единичная )33(  -матрица, )( Eθ — кососимметрическая )33(  -мат- рица в представлении векторного произведения .)()( EEE pθpθ  Пусть r — искомый геоцентрический радиус-вектор точки ;M )...,,1( NiOi  — положения точки ,O из которых в соответствующие моменты времени it выполнены снимки объекта ;M N — число полученных снимков; iR — геоцентрический радиус- вектор точки ;iO ie — единичный вектор линии визирования .MOi Представление 118 ISSN 0572-2691 вектора ie в базисе K вычисляется посредством нормирования вектора ,][ Tfyx ii  где ii yx , — координаты изображения объекта M на чувствительной площадке камеры, f — фокусное расстояние камеры. При 0θ представление вектора ie в базисе J находится по формуле ,iKiiiJ AD ee  где );(),( iiii tDDtAA  D — ор- тогональная матрица преобразования .IJ Dpp  Далее звездочкой отмечаются мо- дельные (оценочные) значения физических величин, а символом-префиксом  — ошибки модельных значений. Так, rrr * — найденная оценка вектора ;r ie — аддитивная ошибка приближенного значения * ie , полученного вместо ie на основании i -го снимка при .0θ Заимствуем из [6] представление ).(, * iEiiiEiiJ ADGG eθe  (1) Из фотограмметрического условия коллинеарности [8, 9] следует .0)(  iJJiJ Rre (2) Отсюда, учитывая (1), находим в первом приближении относительно EJ θr , ).)(()()( **** iJJiJEiiJJJiJ G RreθRrre  (3) Это уравнения измерений относительно неизвестных координат векторов  Jr const][ T  ZYX и const][ T 321 Eθ ; индекс T означает транспони- рование. Если установлено, что система N3 скалярных уравнений (3) хорошо обусловлена, ее можно решить с приемлемой точностью, например, методом наименьших квадратов. После этого уточняется местонахождение объекта M по- средством исключения ошибки Jr из .* Jr Формированию уравнений (3) предшествует нахождение фигурирующей в них предварительной оценки * Jr путем решения основанных на (2) приближен- ных уравнений не менее чем для двух значений :i .)()( *** iJiJJiJ Rere  (4) Векторы * iJe в (4) вычисляются так же, как указано выше применительно к (3). 3. Моделирование координатной привязки При моделировании предполагалось, как в [6], что КА обращается вокруг Земли по слабоэллиптической орбите высотой около 670 км. При прохождении КА над неизвестным объектом, расположенным на трассе полета, выполнялось четное число снимков .N Снимки производились с постоянным интервалом .t Для обеспечения нужной длительности процесса съемки 951 tt N с, где Ntt ,1 — соответственно моменты первого и последнего экспонирования, выдерживался надлежащий промежуток .2/12/ NN tt  Наведение оптической оси камеры на охарактеризованную выше окрестность объекта реализовалось путем варьирова- Международный научно-технический журнал «Проблемы управления и информатики», 2016, № 4 119 ния угла тангажа от 30 при 1tt  до 30 при .Ntt  Достаточно широкий диапазон направлений линий визирования при съемках важен для точности коор- динатной привязки [10]. В качестве инерциального базиса I использовался базис правой ортого- нальной геоцентрической инерциальной системы координат  с осью  , направленной по угловой скорости суточного вращения Земли, и осью  , ориен- тированной в точку весеннего равноденствия. За базис J принималось фиксиро- ванное в теле Земли положение базиса I в момент .1t Моделирование выполня- лось сериями по 100 вариантов в каждой. Серии различались значениями N и ,t варианты каждой серии — инициализацией значений .,, 321  Последние задавались как нормально распределенные центрированные случайные величины со среднеквадратическими отклонениями 10 минут дуги. Случайные ошибки GPS вводились как нормально распределенные центрированные случайные величины со среднеквадратическими отклонениями 3 м. Это согласуется со сведениями из [11]. Размер пиксела камеры 6109  м. Ошибки звездного датчика имитировались как нормально распределенные случайные углы поворотов вокруг  321 ,, eee со сред- неквадратическими отклонениями соответственно 5, 5 и 12 секунд дуги [12]. Для предварительной оценки вектора Jr решались уравнения (4) при .2,1i При этом координаты вектора Jr определялись с ошибками 1–5 км. Увеличение числа уравнений (4), решаемых для получения предварительной оценки ,* Jr не приво- дило к повышению точности последней. В действительности вместо имитации единственного объекта-ориентира назначалось расположение 16 неизвестных точечных наземных объектов в узлах равномерной квадратной сетки со стороной ячейки 6,7 км в пределах квадрата со стороной 20 км, нумерация узлов — как для элементов квадратной матрицы в языке программирования Фортран. Узел № 7, близкий к центру квадрата, прини- мался в качестве объекта ,M и на него наводилась оптическая ось камеры при экспонированиях. Для каждого узла имитировались координаты его изображения на каждом выполненном снимке и формировалась своя система уравнений (3). Цель таких особенностей моделирования — выявить влияние исходных (предпо- летных) значений 321 ,,  и положения линии визированиия относительно оп- тической оси камеры на точность координатной привязки. При моделировании выяснилось, что система нормальных уравнений метода наименьших квадратов, полученная на основании N3 уравнений (3), плохо обу- словлена. С помощью методики вычисления показателей достоверности решения задачи наименьших квадратов, изложенной в [13], установлено, что оценки векто- ра ,Jr полученные в составе решения упомянутой системы нормальных уравне- ний, достоверны и оказываются на уровне требований к точности координатной привязки. Оценки же вектора Eθ недостоверны, т.е. в общем случае могут со- держать недопустимо большие остаточные ошибки, вызванные воздействием ма- лых возмущений, и непригодны для использования. Такого рода численные харак- теристики эффективно используются в ситуациях, когда теоретический анализ наблюдаемости затруднителен [14, 15]. Действительно, по результатам моделиро- вания остаточные ошибки оценивания координат последнего вектора превышали исходные (предполетные) значения 321 ,,  на 1–2 порядка. Процедура коорди- 120 ISSN 0572-2691 натной привязки строится так, чтобы обойтись без использования заведомо недо- стоверных оценок параметров .,, 321  Из перечисленных возмущающих факторов наиболее неблагоприятным для точности координатной привязки объекта M оказалось влияние ошибок звездно- го датчика. Чтобы уменьшить это влияние, в рамках выполненного моделирова- ния проверялась ситуация, когда на КА функционируют три однотипных звезд- ных датчика. Подобные конструкции бортового оптико-электронного комплекса КА известны из публикаций [4]. Показания упомянутых трех звездных датчиков обрабатывались, как в [16]. Это позволило заметно повысить точность коорди- натной привязки объекта M в базисе J . Влияние остальных возмущающих фак- торов оговоренного характера и уровня на точность координатной привязки точ- ки M незначительно. По результатам 100 вариантов каждой охарактеризованной выше серии моделирования вычислялись оценки среднеквадратических отклонений остаточ- ных ошибок ZYX  ,, после коррекции вектора .* Jr Такие оценки, обозначенные соответственно ,,, ZYX  представлены в табл. 1. Видно, как увеличение числа используемых снимков способствует по- вышению точности координатной привяз- ки за счет осреднения случайных ошибок, прежде всего ошибок определения ори- ентации КА. В частности, при ,14N с7 t точность координатной привязки объекта M удовлетворяет сформулирован- ным требованиям. Смещение объекта M в сторону от трассы полета КА не приводило к повышению точности координатной привязки, хотя и не вызывало ее существенного снижения. Параллельно моделированию координатной привязки точки M выполнялись вычисления, предусмотренные пространственной привязкой остальных 15 наблю- даемых неизвестных объектов (собственно — узлов сетки). Характеристики точ- ности привязки некоторых из них при параметрах процесса съемки ,14N с7 t представлены в табл. 2, где k — номер узла сетки. Разумеется, на прак- тике для координатной привязки изолированного наземного объекта дополни- тельные 15 объектов не нужны. Объяснение результатов табл. 2 связано с выполненным в [10] исследованием влияния параметров 321 ,,  на точность координатной привязки и согласуется с полученным ниже оценочным выражением для ошибки этой привязки. При обосновании этого выражения выполним выкладки применительно к векторам, представленным в базисе ,K который совмещен с базисом ,E если .0θ Пусть объект привязки M находится на поверхности Земли. Элементарную оценку ме- стонахождения точки M по единственному снимку можно получить, как в [2], определив точку пересечения модельной линии визирования объекта с поверх- ностью, аппроксимирующей форму Земли. Пусть в момент экспонирования опти- ческая ось камеры вертикальна и пересекает поверхность Земли в некоторой точ- ке ;O векторы 21, kk горизонтальны. При фор- мировании упрощенного представления ошиб- ки координатной привязки достаточно рассмат- ривать поверхность Земли как сферу. Тогда Таблица 1 N с,t м,X м,Y м,Z 8 13 55,9 38,2 33,6 10 10 50,4 25,2 29,7 12 7 50,5 23,8 30,0 14 4 60,0 29,9 37,5 14 7 39,2 22,4 25,3 24 4 37,8 17,3 22,0 30 3 28,7 14,0 18,8 Таблица 2 k м,X м,Y м,Z 2 391 249 36,6 4 567 422 491 6 620 129 98,0 8 840 511 402 10 886 49,1 686 12 554 153 160 14 1098 50,9 587 16 420 104 136 Международный научно-технический журнал «Проблемы управления и информатики», 2016, № 4 121 ,0T rr т.е. вектор ошибки привязки r принадлежит касательной плоскости к Земле в точке M (далее — плоскости ).MP В поисках упрощенной оценки r выполним варьирование уравнения (4): ,0)(  iii Rrere (5) где T 321 ][ iiii eeee — единичный вектор линии визирования точки ,M пред- ставленный в расчетном базисе .E Умножим (5) векторно слева на ie и учтем ,iii eRrRr  ,ii eθe  где .)( 2/1T rrr  Вследствие узкого поля зрения камеры и отмеченного выше расположения вектора r в плоскости MP оказыва- ется .T rre i Поэтому .ii eθRrr  (6) Фактически (6) определяет положение точки пересечения «модельной» линии ви- зирования объекта привязки с введенной выше плоскостью MP относительно са- мого объекта .M Пусть  21 , ss — смещения точки M относительно O соответственно в направлениях 1k и ;2k H — расстояние между точками O и ,O при огово- ренных предположениях — высота точки O относительно .O При съемках ка- мерой с узким полем зрения в общем случае ,1  Hs  .2  Hs  Подставим в (6) .,, 32211  Hesese iii  RrRrRr Тогда ошибка упомянутой элементарной оценки местонахождения наземного объекта приближенно пред- ставляется в охарактеризованном положении базиса K в виде вектора .],,[ T 2112131223  sssHHs r (7) Третья составляющая вектора  r — его проекция на направление оптиче- ской оси камеры. На практике эта составляющая пренебрежимо мала, поскольку обычно 3231 ,  . Если оптическая ось камеры не вертикальна в момент съемки, то приближен- ный характер формулы (7) сохраняется, с тем отличием, что H — не высота точки ,O а расстояние от O до .O Формула (7) допускает обобщение примени- тельно к координатной привязке наземного объекта с использованием результатов полетной геометрической калибровки. Как видно из (7), влияние параметров 21,  на  r зависит от H и факти- чески одинаково для всех объектов, попадающих одновременно в поле зрения ка- меры. Напротив, влияние параметра 3 на точность координатной привязки зави- сит от значений и знаков параметров ,, 21  ss т.е. от расположения объекта привяз- ки относительно точки .O Этот эффект проявляется в табл. 2. Чтобы ослабить неблагоприятное влияние фактора 3 на точность координатной привязки объек- тов, удаленных от точки ,O в процессе моделирования съемок узел сетки, на ко- торый наводилась оптическая ось камеры, менялся от снимка к снимку в целях осреднения ошибок. При этом ошибки координатной привязки всех 16 объектов в 122 ISSN 0572-2691 условиях с7,14  tN оказываются практически одинаковыми и совпадают с данными из соответствующей строки табл. 1. Элементы формулы (7) использова- ны автором в [10, 17] при получении упрощенных количественных оценок отно- сительного влияния 31,  на точность координатной привязки. Судя по результатам работы [9], для решения исследуемых в ней задач про- дуктивно применено сочетание фотограмметрических условий компланарности и коллинеарности. В рассматриваемой здесь задаче координатной привязки привле- чение дополнительных уравнений измерения, основанных на фотограмметриче- ском условии компланарности, не привело к повышению точности привязки объ- екта M при моделировании. Объяснение состоит, по-видимому, в том, что упо- мянутые дополнительные уравнения измерений не влияют на осреднение ошибок приборов и не улучшают наблюдаемость вектора .Jr Покажем это, используя методику анализа наблюдаемости из [18]. Пусть снимки объекта M выполнены из двух разных точек орбиты: iO и .kO Можно показать, что в общем случае нет векторов EJ θr , , не равных одновременно нулю и обращающих в нуль левые ча- сти уравнений (3), соответствующих точкам iO и .kO Это означает, что вектор состояния T],[ EJ θr формально (с поправкой на отмеченную недостоверность оценок )Eθ вполне наблюдаем по двум разным уравнениям (3). Уравнения изме- рений, основанные на фотограмметрическом условии компланарности и учиты- вающие также фотограмметрическое условие коллинеарности, в рассматриваемой задаче координатной привязки имеют вид  )]([)( T kJJiJkJiJ RreRR ])()([)( T EikJJJiJkJiJ G θRrreRR  ).( ki  (8) Проекция вектора Jr на прямую, перпендикулярную плоскости ,kiMOO с точностью до ненулевого скалярного множителя определяется выражением .)])(([ T* , JkJiJiJJik rRRer  Если вектор 0 Jr принадлежит плоскости ,kiMOO то ,0,  Jikr т.е. такой вектор Jr не влияет на правую часть уравнения (8). Это означает, что вектор Jr не вполне наблюдаем по одному уравнению (8). Заключение При умеренном уровне неопределенности взаимной ориентации камеры и звездного датчика в корпусе КА предложенный подход действительно обеспечи- вает возможность пространственной привязки неизвестного наземного объекта с точностью порядка десятков метров без предварительной полетной геометриче- ской калибровки. Такая возможность важна в условиях, когда число визуально контрастных наземных объектов, попадающих в поле зрения камеры, недостаточ- но для выполнения полетной геометрической калибровки с удовлетворительной точностью. Рассмотренный способ координатной привязки наземного объекта, по- видимому, не уступает в строгости, простоте и надежности методам определения геодезических координат точек местности по паре снимков, принятым в стерео- фотограмметрии [19]. Разумеется, речь не идет о полноценном противопоставлении предложенного подхода методам координатной привязки с использованием полетной геометри- ческой калибровки в общем случае. Однако при отсутствии результатов полетной Международный научно-технический журнал «Проблемы управления и информатики», 2016, № 4 123 геометрической калибровки упомянутый подход позволяет получить, по крайней мере, экспресс-оценку местонахождения изолированного наземного объекта. О.І. Ткаченко КООРДИНАТНА ПРИВ’ЯЗКА НАЗЕМНОГО ОБ’ЄКТА ЗА НЕТОЧНИМИ КОСМІЧНИМИ ЗНІМКАМИ Запропоновано метод координатної прив’язки ізольованого наземного об’єкта за ре- зультатами зйомки з космосу без попереднього польотного геометричного калібру- вання оптико-електронного комплексу космічного апарата. Рівняння координатної прив’язки безпосередньо враховують невизначеність взаємної орієнтації бортової зні- мальної камери і зіркового датчика. Такий прийом може виявитися ефективним, якщо інформація, необхідна для польотного геометричного калібрування, недоступна. A.I. Tkachenko GEO-REFERENCING OF GROUND OBJECT USING INEXACT SPACE SNAPSHOTS A geo-referencing method for isolated ground object using results of space imaging without previous in-flight geometric calibration of spacecraft's optical-electronic complex is pro- posed. Equations of the geo-referencing directly take into account indefiniteness of mutual attitude of onboard imaging camera and star tracker. Such a way may be effective if neces- sary information for in-flight geometric calibration is inaccessible. 1. Никитин А.В. Использование данных навигационных приборов с целью получения и коор- динатной привязки видеоданных дистанционного зондирования Земли высокого разреше- ния. — http://d33.infospace.ru/d33_conf/2009,1/272-281.pdf 2. Пятак И.А. Задачи координатной привязки снимков, выполненных КА // Вiсник Днiпро- петровського ун-ту. Сер. «Ракетно-космiчна технiка». — 2011. — Вип. 14. — С. 116–122. 3. Radhadevi P.V. In-flight geometric calibration of fore and aft cameras of Cartosat-1. — http://www.isprs.org/proceedings/2008/euroCOW08/euroCOW08_files/papers/21.pdf 4. Сомов Е.И., Бутырин С.А. Полетная геометрическая идентификация и калибровка косми- ческого телескопа и системы звездных датчиков // Тр. VIII Междунар. конф. « Идентифи- кация систем и задачи управления» SICPRO’09. — М. , 2009. — С. 1189–1201. 5. Пятак И.А. Выбор принципов координатной привязки космических снимков // Космическая техника. Ракетное вооружение. — 2010. — Вып. 2. — С. 100–107. 6. Ткаченко А.И. О полетной юстировке оптико-электронного комплекса космического аппа- рата // Известия РАН. Теория и системы управления. — 2013. — № 6. — С. 122–130. 7. Никитин А.В., Дунаев Б.С., Кондратьева Т.В., Полянский И.В. Полетная и наземная геометриче- ская калибровка многозональных сканирующих устройств МСУ-100 и МСУ-50 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2011. — 8, № 2. — С. 289–302. 8. Лобанов А.Н. Фотограмметрия. — М. : Недра, 1984. — 552 с. 9. Добрынин Н.Ф., Пимшина Т.М. Использование космических средств позиционирования при об- работке аэро- и космической информации. — http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1835 10. Ткаченко А.И. О координатной привязке наземных объектов по космическим снимкам // Космічна наука і технологія. — 2015. — 21, № 2. — С. 65–72. 11. Точность ГЛОНАСС повысят в два раза до конца текущего года. — http://izvestia.ru/news/585537 12. Семейство звездных датчиков БОКЗ. — http://iki.cosmos.ru/innov/rus/bokz20.htm 13. Ткаченко А.И. Оценивание координат решения нормальных уравнений задачи наименьших квадратов // Проблемы управления и информатики. — 1995. — № 2. — С. 27–35. 14. Парусников Н.А., Каленова В.И., Морозов В.М., Шакотько А.Г. О мере наблюдаемости // Некоторые вопросы навигации и управления. — М. : Изд-во МГУ, 1980. — С. 29–37. 15. Парусников Н.А., Голован А.А., Варавва В.Г. О стохастической мере оцениваемости // Кор- рекция в навигационных системах и системах определения ориентации искусственных спутников Земли. — М. : Изд-во МГУ, 1986. — С. 4–9. 16. Ткаченко А.И. К задаче полетной геометрической калибровки по неизвестным наземным ориентирам // Международный научно-технический журнал «Проблемы управления и ин- форматики». — 2014. — № 1. — С. 129–138. 17. Лебедев Д.В., Ткаченко А.И. Навигация и управление ориентацией малых космических ап- паратов. — Киев : Наук. думка, 2006. — 298 с. 18. Potapenko Ye.M. Simplified linear-system restorability and controllability criteria and their appli- cation in robotics // J. of Automation and Information Sciences. — 1996. — 27, N 5&6. — P. 146–151. 124 ISSN 0572-2691 19. Шулякова Т.В., Кандыбо С.Н. Построение геометрической модели местности // Теория па- ры снимков. — Горки : БГСХА, 2009. — 20 с. Получено 19.10.2015. После доработки 14.03.2016

Координатная привязка наземного объекта по неточным космическим снимкам

Institution

Ähnliche Einträge