Разработка методов повышения помехоустойчивости измерительных систем космического телевидения

• Автор: Козлов, Всеволод Витальевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Помехоустойчивость измерительных систем
космического телевидения
1.1. Методология построения измерительных систем | П космического телевидения
1.2. Пассивные телевизионные системы контроля сближения КА
1.3. Системы наблюдения и ориентации КА
1.4. Методы тестирования систем космического телевидения
1.5. Постановка задач
Глава 2. Методы повышения помехоустойчивости измерительных
систем космического телевидения
2.1. Системы реперов ДЛЯ пассивных телевизионных систем 35 контроля стыковки КА
2.2. Метод адаптации телевизионных систем контроля, сближения и стыковки КА
2.3. Комплексирование телевизионной системы наблюдения и 75 системы ориентации
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Методы тестирования систем космического ]
телевидения
3.1. Методика тестирования телекамер
3.2. Методика тестирования кодеков сжатия изображений
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Апробация и внедрение разработанных методов
4.1. Моделирование алгоритмов обнаружения и распознавания 5 системы реперов и измерения параметров ориентации КА
4.2. Моделирование работы адаптивной телевизионной системы с 9 обменом чёткости и кадровой частоты

4.3. Моделирование работы телевизионной системы наблюдения j и ориентации
4.4. Внедрение результатов работы в системы космического телевидения
4.5. Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложение:
Акты об использовании результатов

Введение
Диссертация посвящена решению части крупной научно-технической проблемы повышения помехоустойчивости и информационного согласования с сюжетом видеоинформационных систем реального времени, состоящей в решении задач разработки методов повышения помехоустойчивости' измерительных систем космического телевидения. При этом акцент делается на адаптацию параметров разложения изображения в условиях априорной неопределенности о фоно-целевой обстановке и изменяющейся в процессе наблюдения дальности до объектов, в роли которых в первую очередь выступают космические аппараты (КА).
Актуальность темы. Задача повышения помехоустойчивости измерительных систем космического телевидения актуальна при построении систем контроля сближения и стыковки с кооперируемыми КА, в том числе с Международной космической станцией (МКС), а также систем контроля автономного движения и ориентации КА. Целевой аспект данной диссертации определяется Федеральной космической программой России на 2006-2015 гт. (с изменениями от марта 2011 г.), предусматривающей большие бюджетные вложения во все отрасли космонавтики, в том числе в системы пилотируемой космонавтики, конкретно нацеливая разработчиков космической техники на «создание научно-технического задела и отработку ключевых элементов перспективных средств реализации пилотируемых программ». Эти средства включают телевизионное оборудование для наблюдения внутри космических кораблей и вне их, передачу телевизионных сигналов между космическими аппаратами, с них на Землю и с Земли на них. Технический и технологический аспекты решаемой задачи повышения помехоустойчивости космических телевизионных систем находятся в русле общего развития оптико-электронных и телевизионных систем, предусматриваемого программой «Национальная технологическая база» на период 2013-2016 годы.

2.1. Системы реперов для пассивных телевизионных систем контроля стыковки КА
В ходе внешнего проектирования телевизионной системы контроля сближения и стыковки КА необходимо, во-первых, учитывать фоно-целевую обстановку (априорную информацию) с её характеристиками освещённости в пространственных и временных координатах. Во-вторых, в ходе внешнего проектирования имеется возможность создания кооперированной системы, когда КА-цель оборудуется специальными реперами для повышения помехоустойчивости обнаружения и измерения параметров взаимной ориентации КА. При использовании одной телекамеры положение объекта в трёхмерном пространстве может быть определено как минимум с помощью 4-х реперных точек объекта, составляющих так называемый «реперный тетраэдр» (пиксельные координаты на телевизионном кадре изображений трёх реперных точек в общем случае дают неоднозначный результат). Координаты реперных точек в системе координат объекта должны быть известны. В результате цифровой обработки кадра изображение каждой реперной точки объекта должно быть обнаружено, идентифицировано и определено по местоположению в кадре. При этом пиксельные координаты изображений реперных точек должны быть определены с максимально возможной точностью - от этого в большой степени зависит точность оценки позиции объекта.
При использовании ТВ-камеры для определения позиций наблюдаемых предметов в определённой системе координат (СК), и прежде всего в СК телекамеры, необходима информация о связи между координатами точки сцены и «пиксельными» координатами соответствующей точки изображения на ТК. Эта связь задается калибровкой телекамеры. Каждой точке на кадре соответствует определенное направление луча, исходящего от оптического центра объектива телекамеры, до точки сцены, изображение которой отображается в данной точке в кадре. Направление указанного луча может задаваться двумя сферическими координатными углами ф, ф произвольной