УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ

УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ

An in-flight geometric calibration (further — calibration) is considered here as procedure of refining mutual attitude parameters of the onboard imaging camera and star tracker. The problem of calibration is solved with using of observations of geo-referenced landmarks from the orbit. Usually above-...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2025
Main Author: Tkachenko , A.I.
Format: Article
Language:English
Published: V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2025
Subjects:
польотне геометричне калібрування
космічний апарат
знімальна камера
зоряний датчик
наземні маркери
розмитий спостережник
цикл
збіжність оцінок
Online Access:https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/697
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Problems of Control and Informatics

Institution

Problems of Control and Informatics
id oai:ojs2.jais.net.ua:article-697
record_format ojs
institution Problems of Control and Informatics
baseUrl_str
datestamp_date 2025-10-09T22:37:04Z
collection OJS
language English
topic польотне геометричне калібрування
космічний апарат
знімальна камера
зоряний датчик
наземні маркери
розмитий спостережник
цикл
збіжність оцінок
spellingShingle польотне геометричне калібрування
космічний апарат
знімальна камера
зоряний датчик
наземні маркери
розмитий спостережник
цикл
збіжність оцінок
Tkachenko , A.I.
УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ
topic_facet польотне геометричне калібрування
космічний апарат
знімальна камера
зоряний датчик
наземні маркери
розмитий спостережник
цикл
збіжність оцінок
in-flight geometric calibration
spacecraft
imaging camera
star tracker
landmarks
fuzzy observer
cycle
convergence of estimates
format Article
author Tkachenko , A.I.
author_facet Tkachenko , A.I.
author_sort Tkachenko , A.I.
title УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ
title_short УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ
title_full УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ
title_fullStr УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ
title_full_unstemmed УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ
title_sort усунення аномальних похибок польотного геометричного калібрування
title_alt REMOVAL OF THE ANOMALOUS ERRORS OF IN-FLIGHT GEOMETRIC CALIBRATION
description An in-flight geometric calibration (further — calibration) is considered here as procedure of refining mutual attitude parameters of the onboard imaging camera and star tracker. The problem of calibration is solved with using of observations of geo-referenced landmarks from the orbit. Usually above-mentioned procedure is preceded by preflight calibration which is performed in lab or in industrial conditions with proper equipment and is relatively complicated technologically. A necessity of in-flight geometric calibration takes place for instance when preflight calibration does not ensure acceptable accuracy of ground objects georeferencing by means of space snapshots received with use of optical-electronic complex, or if indefiniteness of camera’s angular attitude relatively to star tracker accumulates in a process of exploiting of the spacecraft on the orbit. Obviously in common case it is necessary to take into account a possibility of appearance of inadmssibly big errors in accessible estimations of camera and star tracker mutual attitude parameters. Usually construction of measuring equations is accompanied with linearization of them. Omitted non-linear effects may strictly limit attainable calibration accuracy out of convergence domain for estimations if highly big initial errors take place. In such situations it is desirable to apply a method of revealing and exclusion of unacceptably big calibraton errors. A version of methods to be applied with such purpose is developed in this work. They are based on two effects: high convergence characteristics of estimation algorithm — fuzzy state observer — and succession of calculations in which each measuring equation, instead of invariable initial angular error, takes into account and estimates its remainder after processing of previous measurings. This the second effect diminishes the omitted nonlinear component of the error and in such a way improves the convergence of estimates. After processing of all accessible measurings and correction of the searched parameters, the cycles of processing of the same measurings are repeated with use of corrected parameters. On the basis of comparison of previous and following cycles, the conclusion about the level of initial error and convergence of the estimation is made.
publisher V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine
publishDate 2025
url https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/697
work_keys_str_mv AT tkachenkoai removaloftheanomalouserrorsofinflightgeometriccalibration
AT tkachenkoai usunennâanomalʹnihpohibokpolʹotnogogeometričnogokalíbruvannâ
first_indexed 2025-10-30T02:49:37Z
last_indexed 2025-10-30T02:49:37Z
_version_ 1847373413908217856
spelling oai:ojs2.jais.net.ua:article-6972025-10-09T22:37:04Z REMOVAL OF THE ANOMALOUS ERRORS OF IN-FLIGHT GEOMETRIC CALIBRATION УСУНЕННЯ АНОМАЛЬНИХ ПОХИБОК ПОЛЬОТНОГО ГЕОМЕТРИЧНОГО КАЛІБРУВАННЯ Tkachenko , A.I. польотне геометричне калібрування космічний апарат знімальна камера зоряний датчик наземні маркери розмитий спостережник цикл збіжність оцінок in-flight geometric calibration spacecraft imaging camera star tracker landmarks fuzzy observer cycle convergence of estimates An in-flight geometric calibration (further — calibration) is considered here as procedure of refining mutual attitude parameters of the onboard imaging camera and star tracker. The problem of calibration is solved with using of observations of geo-referenced landmarks from the orbit. Usually above-mentioned procedure is preceded by preflight calibration which is performed in lab or in industrial conditions with proper equipment and is relatively complicated technologically. A necessity of in-flight geometric calibration takes place for instance when preflight calibration does not ensure acceptable accuracy of ground objects georeferencing by means of space snapshots received with use of optical-electronic complex, or if indefiniteness of camera’s angular attitude relatively to star tracker accumulates in a process of exploiting of the spacecraft on the orbit. Obviously in common case it is necessary to take into account a possibility of appearance of inadmssibly big errors in accessible estimations of camera and star tracker mutual attitude parameters. Usually construction of measuring equations is accompanied with linearization of them. Omitted non-linear effects may strictly limit attainable calibration accuracy out of convergence domain for estimations if highly big initial errors take place. In such situations it is desirable to apply a method of revealing and exclusion of unacceptably big calibraton errors. A version of methods to be applied with such purpose is developed in this work. They are based on two effects: high convergence characteristics of estimation algorithm — fuzzy state observer — and succession of calculations in which each measuring equation, instead of invariable initial angular error, takes into account and estimates its remainder after processing of previous measurings. This the second effect diminishes the omitted nonlinear component of the error and in such a way improves the convergence of estimates. After processing of all accessible measurings and correction of the searched parameters, the cycles of processing of the same measurings are repeated with use of corrected parameters. On the basis of comparison of previous and following cycles, the conclusion about the level of initial error and convergence of the estimation is made. Польотне геометричне калібрування (далі — калібрування) розглядається як процедура уточнення параметрів взаємної орієнтації бортової знімальної камери і зоряного датчика космічного апарата. Задача калібрування розв’язується за спостереженнями координатно прив’язаних наземних орієнтирів (маркерів) з орбіти. Згаданій процедурі зазвичай передує передпольотне калібрування, яке виконується у лабораторних або виробничих умовах на належному обладнанні і відносно складне технологічно. Потреба у польотному геометричному калібруванні має місце, наприклад, якщо передпольотне калібрування не забезпечує прийнятну точність координатної прив’язки наземних об’єктів за космічними знімками, отриманими за допомогою оптико-електронного комплексу, або якщо невизначеність кутового положення камери відносно зоряного датчика накопичується у процесі експлуатації космічного апарата на орбіті. Очевидно, в загальному випадку доводиться брати до уваги можливість появи неприпустимо великих невідомих похибок у доступних оцінках параметрів взаємної орієнтації камери і зоряного датчика. Зазвичай побудова рівнянь вимірювання для калібрування супроводжується лінеаризацією останніх. Проігноровані нелінійні ефекти можуть жорстко обмежувати досяжну точність калібрування поза областю збіжності оцінок, якщо мають місце вельми великі початкові похибки. У подібних ситуаціях бажано застосовувати методику виявлення і виключення неприйнятно великих похибок калібрування. Варіанти такого призначення розглядаються у даній роботі. Вони ґрунтуються на високих характеристиках збіжності алгоритму оцінювання — розмитого спостережника стану — і послідовності розрахунків, за якої кожне рівняння вимірювання замість незмінної вихідної кутової похибки враховує і оцінює її залишок після обробки попередніх вимірювань. Така послідовність зменшує невраховану нелінійну складову похибки і таким чином поліпшує збіжність оцінок. Після обробки усіх доступних вимірювань і корекції шуканих параметрів повторюються цикли обробки тих самих вимірювань з використанням відкоригованих параметрів. На підставі порівняння результатів попереднього і наступного циклів складається висновок про рівень вихідної похибки і збіжність оцінок. V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2025-10-10 Article Article application/pdf https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/697 10.1615/JAutomatInfScien.v51.i11.20 Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; Том 64 № 6 (2019): Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; 104-111 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics; Том 64 № 6 (2019): International Scientific and Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 104-111 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics"; Vol. 64 No. 6 (2019): International Scientific and Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 104-111 2786-6505 2786-6491 en https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/697/763 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

Similar Items