Алгоритмы и технологии высокоточной оценки разрешающей способности космических систем наблюдения Земли в процессе их эксплуатации

• Автор: Князьков, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Анализ подходов к оценке разрешающей способности космических систем наблюдения Земли.
1.1. Содержание задачи оценки разрешающей способности космических систем наблюдения Земли
1.2. Анализ технологий и алгоритмов оценки пространственной разрешающей способности изображений.
1.3. Анализ технологий и алгоритмов оценки радиометрической разрешающей способности по космическим изображениям
1.4. Предложения по построению технологий высокоточной оценки разрешающей способности космических изображений па основе

их статистического анализа

Основные результаты.

2. Алгоритмы и информационная технология оценки пространственной разрешающей способности систем наблюдения Земли в процессе

их эксплуатации.

2.1. Алгоритм помехозащищенной локализизации и высокоточного уточнения положения яркостного перепада.
2.2. Алгоритм нормализации функции рассеяния края по множеству фрагментов
2.3. Оценка функции рассеяния линии, частотноконтрастной характеристики и линейного разрешения.
2.4. Общая технология оценки пространственного разрешения изображений.
Основные результаты.
3. Алгоритмы и информационная технология высокоточной оценки радиометрической разрешающей способности космических систем наблюдения Земли.
3.1. Алгоритм оценки дисперсии шума на основе анализа автокорреляционных функций.
3.2. Оценка дисперсии шума по разностному изображению.
3.3. Алгоритм оценки дисперсии шума на основе адаптивной модели автокорреляционной функции.
3.4. Общая технология оценки радиометрической разрешающей способности изображений
Основные результаты.
4. Метрологическая аттестация и практическая реализация технологий оценки разрешающей способности.
4.1. Методика аттестации информационной технологии оценки пространственного разрешения изображений.
4.2. Методика аггестации информационной технологии оценки радиометрической разрешающей способности изображений
4.3. Программный комплекс анализа и оценки качества космических изображений ПК АОК
Основные результаты
Заключение
Список литературы


Дисперсия изменения яркости на таких участках принимается в качестве уровня шума. Недостатком такого подхода является допущение о полной однородности анализируемых фрагментов в условиях отсутствия шума. В итоге любая сюжетная составляющая изображений ошибочно относится к шуму видеодатчика. В ряде работ показано, что при определенных направлениях сканирования изображений шум может быть описан аддитивной независимой моделью. В этом случае, как показали Миркин Л. И. и Ярославский Л. П. [, ], дисперсия шума может быть оценена как разность реального нулевого отсчета автокорреляционной функции и нулевого отсчета, полученного на основе экстраполяции по соседним отсчетам. Точность экстраполяции, а следовательно, и точность оценки дисперсии шума полностью определяются степенью адекватности модели автокорреляционной функции и параметрами этой модели. Экспериментальные исследования такого подхода с привлечением реальных космических изображений показали, что даже в рамках выбранной адекватной модели автокорреляционной функции параметры модели при переходе от одного участка изображения к другому значительно изменяются. Это не позволяет достичь высокой точности оценки уровня шума. Благодаря этому достигнута высокая точность решения рассматриваемой задачи. Ключевым вопросом при создании технологий оценки пространственного и радиометрического разрешения КСНЗ непосредственно но космическим снимкам является разработка методик метрологической аттестации этих технологий. Публикации по этому вопросу в существующей литературе отсутствуют. В связи с этим в четвертой главе настоящей работы представлены методики достоверной оценки точности предложенных технологий определения разрешающей способности, а также результаты экспериментальной апробации и практического внедрения. Цель диссертации состоит в разработке алгоритмов и технологий высокоточной оценки разрешающей способности космических систем наблюдения Земли непосредственно по получаемым ими в процессе эксплуатации изображениям, а также в решении вопросов метрологической аттестации предлагаемых технологий. Научная новизна диссертационной работы в целом определяется тем, что впервые разработаны алгоритмы и технологии достоверной оценки пространственной и радиометрической разрешающей способности космических систем наблюдения Земли в процессе их эксплуатации, основанные на адаптивных моделях автокорреляционных функций, высокоточном описании ярко-стных перепадов, их нормализации и объединении. Практическая ценность работы. На базе разработанных алгоритмов и технологий создан программный комплекс анализа и оценки качества космических систем наблюдения Земли, обеспечивающий высокоточную автоматизированную оценку пространственной и радиометрической разрешающей способности видеоданных от космических аппаратов «Ресурс-ДК» и «Мс1ео8а1-8». Реализация и внедрение. Диссертация выполнена в Рязанском государственном радиотехническом университете в рамках ОКР -, МИР -Г, ОКР 1-, ОКР -. Результаты работы в виде алгоритмов, информационных технологий и программного обеспечения внедрены в ОАО «Российские космические системы» и ФГУП «Научно-производственное объединение им. С. А. Лавочкина». Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 6 международных и всероссийских конференциях: -й, -й и -й всероссийских научно-технических конференциях «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании» (Рязань-, , - 2 доклада); 5-й международной научно-технической конференции «Космонавтика. Радиоэлектроника. Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий» (Москва-, ); -й международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (Москва-). Публикации. По теме диссертации опубликовано работ: 9 статей (в том числе 4 статьи по списку ВАК) и тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях. Структура и объем работы. Основной текст работы содержит 2 с. Список литературы содержит с. В приложении приведены документы о внедрении и практическом использовании результатов диссертации.