Високоточне польотне калібрування оптико-електронного комплексу космічного апарата

• Datum: 2021
• 1. Verfasser: Tkachenko, Alexander
• Format: Artikel
• Sprache: Russian
• Veröffentlicht: V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2021
• Schlagworte: польотне геометричне калібрування; космічний апарат; знімальна камера; зоряний датчик; наземні маркери; координатна прив’язка
• Online Zugang: https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/153
• Назва журналу: Problems of Control and Informatics

Полетная геометрическая калибровка (далее – калибровка) здесь трактуется как процедура уточнения параметров взаимной ориентации бортовой съемочной камеры и звездного датчика космического аппарата. Задача калибровки решается по наблюдениям координатно привязанных наземных ориентиров (маркеров) с орбиты. Потребность в полетной геометрической калибровке имеет место, например, если исходные сведения не обеспечивают приемлемую точность координатной привязки наземных объектов по космическим снимкам, полученным с помощью оптико-электронного комплекса, или если неопределенность углового положения камеры относительно звездного датчика накапливается в процессе эксплуатации космического аппарата на орбите. Моделирование алгоритмов калибровки показало их приемлемую точность в сочетании с современными звездными датчиками. Тенденция к совершенствованию и повышению точности бортовых приборов и датчиков указывает на целесообразность согласования достижимой точности вычислений при полетной геометрической калибровке с доступной точностью измерений. Это касается как собственно калибровки, так и координатной привязки космических снимков, выполненных с использованием результатов калибровки. В частности, интересно рассмотреть, как точность калибровки зависит от точности конкретных измерений и начальных данных. Основное средство исследований – компьютерное моделирование и анализ его результатов. Погружение в зону калибровки с очень малыми ошибками измерений может существенно изменить соотношение факторов, влияющих на точность калибровки. В частности, повышение точности звездных датчиков снижает относительное влияние случайных ошибок таких приборов в комплексе факторов, ухудшающих результаты калибровки. В таком случае необходимо учитывать возможное влияние проигнорированных нелинейных эффектов и других источников возмущений на оценку параметров взаимной ориентации камеры и звездного датчика. В данной работе выведен метод извлечения неблагоприятного воздействия нелинейных ошибок. Метод основывается на двух эффектах: высоких характеристиках сходимости алгоритма оценивания - размытого наблюдателя состояния - и последовательности итеративных расчетов. Такой подход уменьшает влияние проигнорированной нелинейной составляющей ошибки вычислений и улучшает сходимость оценок. Методики обработки данных согласуются с возможностью привлечения очень чётких измерений. Компьютерное моделирование показало хорошую точность алгоритмов полетной геометрической калибровки и координатной привязки в сочетании с высокоточными характеристиками используемых измерительных средств.