Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Методы и средства моделирования дистанционного зондирования поверхности Земли в оптическом диапазоне спектра излучения с целью прогнозирования качественных и количественных показателей системы в реальных условиях эксплуатации 13
1.1 Принципы дистанционного зондирования поверхности Земли в оптическом диапазоне спектра излучения 13
1.1.1 Дистанционное зондирование поверхности Земли 15
1.2 Анализ методов математического моделирования применительно к системам дистанционного зондирования поверхности Земли в оптическом диапазоне спектра излучения 17
1.2.1 Классификация методов математического моделирования 18
1.2.2 Виртуальный полигон 34
1.2.3 Общий алгоритм имитационного моделирования применительно к системам дистанционного зондирования поверхности Земли с учетом реальных условий имитируемых на виртуальном полигоне 37
Выводы по главе 1 41
Глава 2 Исследование имитационных моделей систем дистанционного зондирования поверхности Земли в оптическом диапазоне спектра излучения с учетом реальных условий имитируемых на виртуальном полигоне 42
2.1 Имитационная модель приемной оптической системы 42
2.2 Математическая модель линейного разрешения на местности 44
2.3 Имитационная модель системы приема и преобразования информации 49
2.4 Имитационная модель съемки поверхности Земли
2.4.1 Параметрическое описание имитационной модели съемки 57
2.4.2 Определение координат точек имитационной подстилающей поверхности Земли
2.5 Имитационная модель атмосферы поверхности Земли 62
2.6 Имитационная модель случайных атмосферных возмущений 64
2.6.1 Имитационная модель возмущений от потенциала сил притяжения Земли
2.6.2 Имитационная модель возмущений от сопротивления атмосферы поверхности Земли движению космического аппарата 65
2.6.3 Имитационная модель возмущений от силы влияния Луны и Солнца 66
2.7 Имитационная модель системы дистанционного зондирования поверхности Земли 67
Выводы по главе 2 71
Глава 3 Алгоритмы имитационного моделирования дистанционного зондирования поверхности Земли в оптическом диапазоне спектра излучения с учетом реальных условий имитируемых на виртуальном полигоне 72
3.1 Общий алгоритм имитационного моделирования системы дистанционного зондирования поверхности Земли 72
3.2 Методика и алгоритм прогнозирования качественных и количественных показателей имитационной модели системы дистанционного зондирования поверхности Земли 74
3.3 Алгоритм прогнозирования качества полученных изображений 76
3.4 Алгоритм инициализации динамической сцены виртуального полигона 80
3.5 Интерфейс имитационного моделирования виртуального полигона
3.5.1 Панель «Включить движение» 86
3.5.2 Панель «Повернуть Землю» 86
3.5.3 Панель «Параметры орбиты» 86
3.5.4 Панель «Параметры маршрута» 87
3.5.5 Панель «Параметры системы» 88
3.5.6 Панель «Параметры съемки» 89
Выводы по главе 3 91
Глава 4 Компьютерно-оринтированные исследования имитационной модели дистанционного зондирования поверхности Земли в оптическом диапазоне спектра излучения с учетом реальных условий имитируемых на виртуальном полигоне 92
4.1 Режим съемки: Н = 300 км 97
4.1.1 Имитируемые условия 97
4.1.2 Результаты эксперимента 100
4.1.3 Анализ результатов эксперимента 101
4.1.4 Проверка результатов эксперимента 109
4.2 Режим съемки: Н = 500 км 109
4.2.1 Имитируемые условия 109
4.2.2 Результаты эксперимента 112
4.2.3 Анализ результатов эксперимента 113
4.3 Режим съемки: H = 700 км 120
4.3.1 Имитируемые условия 120
4.3.2 Результаты эксперимента 122
4.3.3 Анализ результатов эксперимента 123
4.4 Экспериментальные изображения 130
4.4.1 Цель и постановка эксперимента 131
4.4.2 Анализ результатов эксперимента 131
4.5 Эталоны полученных изображений 133
Выводы по главе 4 136
Заключение 137
Список литературы
- Дистанционное зондирование поверхности Земли
- Математическая модель линейного разрешения на местности
- Алгоритм прогнозирования качества полученных изображений
- Проверка результатов эксперимента
Дистанционное зондирование поверхности Земли
Процесс проектирования и технология разработки объекта-модели для исследования СДЗЗ требует совокупности применения методов математического моделирования в конкретной предметной области.
Математическая модель СДЗЗ есть функционал, устанавливающий взаимосвязь параметров системы с целевой функцией. В качестве математической модели целесообразно выбирать такую, которая обеспечивала бы удобство определения искомых величин при моделировании систем, а также давали бы простую математическую модель [76]. Эффект наблюдения объекта может быть усилен за счет применения интерактивных технологий, отображающих реакцию моделируемого объекта на разнообразные воздействия и факторы. Он развивается в тесной связке с вычислительными технологиями имитационного моделирования и служит основой для создания прогнозируемых современных систем для принятия правильных схематичных решений и математических вычислений сложных систем [76].
Сущность методологии математического моделирования состоит в замене исходного объекта его «образом» – математической объектом-моделью [24]. Такой подход сочетает в себе достоинства как теории, так и эксперимента, поскольку предоставляет возможность относительно быстро и без существенных финансовых затрат исследовать свойства и поведение сложной системы в любых теоретически реализуемых ситуаций вычислительной техникой [12]. Общая модель СДЗЗ с построенными на ней объектами-моделями дистанционного зондирования позволяют изучить, спрогнозировать и скорректировать качественные и количественные характеристики и их свойства [35].
Свойства объекта-модели функционально подобны свойствам объекта-оригинала рассматриваемой системы, но в деталях могут отличаться. В этой связи, объект-модель всегда ограничена и лишь соответствует целям компьютерного-ориентированного моделирования, отражая ровно столько свойств объекта-оригинала и в такой полноте, сколько необходимо для конкретного исследования и принятия решения [4, 10, 11].
Возникающие при математическом моделировании трудности, компенсируются соответствием и подобием объекта-модели СДЗЗ своему объекту-оригиналу, соответствующим своим реальным условиям. К таким условиям можно отнести адекватность реальных и моделируемых событий, а также системного и математического обеспечения ЭВМ
Принципиальной задачей математического моделирования для разрабатываемой математической модели является адаптация и доработка уже существующих методов, подходов и технологий к специфике постановок компьютерных экспериментов и отображение их результатов применительно к СДЗЗ [24].
Для аналитического моделирования характерно, что процессы функционирования системы записываются в виде некоторых функциональных соотношений (алгебраических, дифференциальных, интегральных уравнений) [12]. Аналитическая модель может быть исследована следующими методами: аналитическим методом, когда стремятся получить в общем виде явные зависимости для искомых характеристик; численным методом, когда, не умея решать уравнений в общем виде, стремятся получить числовые результаты при конкретных начальных данных; качественным методом, когда, не имея решения в явном виде, можно найти некоторые свойства решения (например, оценить устойчивость решения).
«Аналитические модели удается получить только для сравнительно простых систем. Для сложных систем часто возникают большие математические проблемы. Для применения аналитического метода идут на существенное упрощение первоначальной модели. Однако исследование на упрощенной модели помогает получить лишь ориентировочные результаты. Аналитические модели математически верно отражают связь между входными и выходными переменными и параметрами. Но их структура не отражает внутреннюю структуру объекта» [74].
«При аналитическом моделировании его результаты представляются в виде аналитических выражений. Безусловно, нахождение аналитических решений при аналитическом моделировании оказывается исключительно ценным для выявления общих теоретических закономерностей простых систем и устройств. Однако его сложность резко возрастает по мере усложнения воздействий на модель и увеличения порядка и числа уравнений состояния, описывающих моделируемый объект. Можно получить более или менее обозримые результаты при моделировании объектов второго или третьего порядка, но уже при большем порядке аналитические выражения становятся чрезмерно громоздкими, сложными и трудно осмысляемыми» [12].
Физическое моделирование Физическое моделирование - метод экспериментального изучения физических явлений, основанный на их физическом подобии [75]. Метод применяется при следующих условиях [75]: исчерпывающе точного математического описания явления на данном уровне развития науки не существует или такое описание слишком громоздко и требует для расчётов большого объёма исходных данных, получение которых затруднительно; воспроизведение исследуемого физического явления в целях эксперимента в реальных масштабах невозможно, нежелательно, или слишком дорогостояще.
Физическое моделирование представляет собой, лабораторный эксперимент физической модели, явления которой представляются в уменьшенных масштабах. Выводы и данные, полученные в этих экспериментах, распространяются затем на явление в реальных масштабах [50].
Метод дает надёжные результаты лишь в случае следования физического подобия реальной модели [50]. Оно достигается за счёт равенства для модели и реального явления значений критериев подобия - безразмерных чисел, зависящих от физических и геометрических параметров, характеризующих явление [24]. Результаты, полученные методом физического моделирования, распространяются на реальное явление также с учётом критериев подобия [50].
В широком смысле, любой лабораторный физический эксперимент является моделированием, поскольку в эксперименте наблюдается конкретный случай явления в частных условиях, а требуется получить общие закономерности для всего класса подобных явлений в широком диапазоне условий. Искусство экспериментатора заключается в достижении физического подобия между явлением, наблюдаемым в лабораторных условиях [12].
Имитационное моделирование На сегодняшний день метод имитационного моделирования для производства сложных технических систем, является наиболее распространенным по сравнению с другими. Его главным преимуществом является разработка имитационной модели исследуемого объекта на ЭВМ без ресурсных и материальных расходов [26].
Поскольку имитационное моделирование есть разновидность аналитического моделирования, тем не менее, в отличие от других видов математического моделирования оно имеет определённую специфику, заключающуюся в том, что взаимодействующие вычислительные процессы должны быть аналогичны исследуемым процессам с точностью до масштабов времени и пространства.
Имитационное моделирование, осуществляющееся посредством процессов-аналогов набором алгоритмов, реализуемых на некотором языке моделирования с применением набора математических инструментальных и программных средств, позволяет выполнить целенаправленное исследование реальной сложной системы в режиме «имитации» с целью оптимизации её структуры и функциональных параметров [24]. Данный метод и является наиболее удобным по сравнению с другими, так как является более «гибким» и «прозрачным», позволяя модели сохранять все свои свойства [26].
Объект-модель строится строго целенаправленно, поэтому при построении имитационной модели СДЗЗ необходимо исходить, прежде всего, из возможности вычисления функционала, имитирующего различные реальные ситуации, задаваемые на множестве возможных осуществлений процесса функционирования СДЗЗ в реальных условиях эксплуатации, с некоторым показателем эффективности. Процесс моделирования происходит в результате имитации объекта-модели СДЗЗ, являющимся имитационной копией объекта-оригинала рассматриваемой системы [40]. Имитатор сохраняет параметры своего оригинала как на уровне подсистем, так и системы в целом. Создание объекта-модели как образа объекта-оригинала применительно к СДЗЗ подразумевает:
Математическая модель линейного разрешения на местности
Имитационная модель СДЗЗ представляется в виде функционирования подсистем реального объекта-оригинала. Основным преимуществом математического имитационного моделирования заключается в возможности проведения компьютерного-ориентированного моделирования объекта-модели СДЗЗ путем моделирования его составных звеньев [41]. Метод способом просмотра активностей блоков позволяет сделать это без потери имитируемых условий.
В первом цикле управления последовательно передается на проверку выполнимости условий активизации инициализируемых блоков [24]. Алгоритмы, для которых выполняются условия активации, заносятся в список инициализируемых алгоритмов Алг. Завершение работы цикла осуществляется правильностью выполнения соответствующих алгоритмов. В процессе имитации, не часто возникает проблема, когда нарушение алгоритмов приводит к изменению соответствующих параметров и переменных, что в свою очередь может изменить условия инициализации моделирования. В данном случае управляющая программа возвращается на начало первого цикла для повторного инициализации просмотра выполнимости заданных условий. «При этом возникают случаи, когда по завершению первого цикла список имитируемых алгоритмов представляет собой пустое множество, управляющая программа моделирования модифицирует время моделирования» [40].
Во втором цикле управлении последовательно передается на выполнение инициализируемых алгоритмов. Переход от 1-го цикла ко 2-му определяется моментом, когда список пустого множество пуст, тогда происходит исправление модельного времени, по которому происходит синхронизация событий (Mt) [24].
Такой переход возможен и в обратном направлении то есть от 2-го цикла к 1-му. По окончанию корректировки модельного времени управляющая программа проверяет выполняемость условия имитации, поскольку все функциональные действия компонентов СДЗЗ [24].
Если в процессе имитации происходит ошибка между связью между активируемыми блоками, то все имитируемые блоки функционируют независимо друг от друга. Тем самым имитационное моделирование можно представить в виде: множествf блоков и набором процедур, обеспечивающих проверку выполнимости условий инициализации [45].
Начало имитации обусловлено работой подпрограммы имитационного моделирования, в которой происходит настройка начальных состояний компонентов имитационных моделей и параметров для определения условий инициализации выполнимости или невыполнимости алгоритмов. Проверка данных условий состоит в определении значений параметров модели, или в вычислении моментов времени, в которые должно начаться выполнение соответствующего функционального действия [45]. «Алгоритм проверки реализует необходимую последовательность проверок выполнимости условия инициализации алгоритмов функционирования блоков» [45].
По окончанию корректировки времени имитации, управляющей программой, производится инициализация данных на предмет окончания времени компьютерного проектирования. При не выполнении инициализации данных, управляющая программа возвращается на первый цикл своей работы. При выполнении условий инициализации, управляющая программа формирует результаты моделирования объекта-модели СДЗЗ [40].
Блок схема математического моделирования СДЗЗ методом имитационного моделирования представлена на рисунке 5, где приняты обозначения: Mt – модельное время имитируемого блока СДЗЗ; Алг – алгоритм имитации (математическая модель) имитируемого блока; ПО – программное обеспечение имитационного моделирования по принятым аналитическим соотношениям [24]. Начало имитации обусловлено установкой значений начальных состояний компонентов модели [24]. Проверка выполнимости условия инициализации активностей – эта операция выполняется либо путем определения параметров модели, либо путем вычисления момента активизации блока или параметров модели, либо путем вычисления момента активизации блока. Поскольку все функциональные действия в подсистемах имитационной модели СДЗЗ происходят независимо друг от друга, то и модельное время Mt для каждого блока СДЗЗ разное [26].
В первой главе описаны принципы дистанционного зондирования поверхности Земли работающего в оптическом диапазоне спектра излучения. Представлены методы и средства математического моделирования систем дистанционного зондирования поверхности Земли, с учетом реальных условий имитируемых на виртуальном полигоне. Разработана архитектура виртуального полигона для имитируемых условий. Определён наиболее подходящий метод математического моделирования – имитационное моделирование способом просмотра активностей блоков.
На системном уровне приемную оптическую систему (ПОС) можно представить как пространственный фильтр, характеризуемый функцией рассеяния (импульсная реакция) Щх , у ) или в виде оптической передаточной функции (ОПФ) HQ(y±, vy). Кроме этого, геометрические и энергетические преобразующие свойства оптической системы описываются спектральным коэффициентом пропускания о(), диаметром входного зрачка Do, а также фокусным расстоянием /V Перечисленные характеристики и параметры при разработке имитационной математической модели СДЗЗ рассматриваются как переменные, которые требуется определить [26, 49, 57, 60].
Алгоритм прогнозирования качества полученных изображений
В СППИ используются, как правило, фокальные матрицы фоточувствительных элементов (пикселов), например матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС), чувствительных в видимой и ближней ИК-области оптического диапазона излучений. Электрический сигнал на выходе матричного СППИ, представляет собой результат пространственной и временной фильтрации выполняемой в процессе работы ФПУ в заданном режиме [3].
При этом одновременно с оптической фильтрацией изображения, сформированного в фокальной плоскости оптической системы, в ФПУ производится дискретизация (выборка) этого сигнала по координате у - в направлении, перпендикулярном направлению зарядовой связи матрицы. Процесс дискретизации в модельном описании можно рассматривать как процедуру выборки, которая математически описывается операцией умножения сигнала на - функцию в точках расположения центров пикселов. Последующий процесс преобразования оптического сигнала в электрический связан с получением электрического сигнала от каждого пикселя и коммутацией их во времени, что является временной выборкой.
Для увеличения tH, от чего зависит величина сигнала при заданных условиях освещенности на ППЗ, необходимо (при выбранной величине L - из соображений получения заданного линейного разрешения на местности для выбранных параметров ПОС) уменьшать vu путем тангажного замедления или увеличить tH непосредственно за счет использования большего числа шагов накопления в матрице фотоприемного устройства на основе прибора с зарядовой связью (ФПЗС) [1].
Из этого неравенства на стадии проектирования определяется частота сдвигающих импульсов впзс, так как величина / определяется полосой захвата на ППЗ - одним из основных требований ТЗ на проектировании СДЗЗ Так как процесс накопления идет параллельно процессу выдачи результата, накопленного за время предыдущего цикла накопления (рассматриваются линейки ПЗС с разделенными областями накопления и переноса заряда), то выдать результаты текущего цикла накопления можно только после того, как будет завершен перенос предыдущих результатов в ПЗС структуре. Такая архитектура накладывает жёсткие ограничения на минимальное время накопления, т.е. минимальное время накопления не может быть меньше сдвига ПЗС регистра и, как следствие, зависит от длины линейки ФПЗС и частоты ее работы. Таким образом, минимальное время накопления можно рассматривать как функцию от этих параметров [73]. 2.4 Имитационная модель съемки поверхности Земли
Математическая модель съемки поверхности Земли представлена с целью получения математического соответствия модели точек изображения, получаемого СППИ и модели точек земной поверхности для идентификации объекта-модели СДЗЗ с моделью поверхности Земли [6].
Съемка земной поверхности осуществляется двумя режимами работы линеек ФПЗС: панхроматическим (размер фоточувствительного элемента ФПЗС 6x6 мкм2 ) и мультиспектральным (12 х 12 мкм2) [25, 55].
Спектральный диапазон наблюдения в панхроматическом канале составляет по длинам волн от 0,5 до 0,8 мкм, а мультиспектральном канале поддиапазоны, мкм: от 0,5 до 0,59; от 0,6 до 0,68; от 0,7 до 0,8; от 0,73 до 0,89; от 0,8 до 1,1 и от 0,9 до 1,1 [55].
Ось С направлена к объекту съемки. Плоскость п назовем картинной. Она лежит в плоскости рисунка, а плоскость х, у перпендикулярна плоскости рисунка. Значит ось х на рисунке должна совпадать с осью у. Углы между парами осей х и х\ и х , Си z обозначим Л, в, соответственно. 3. Система Е, Н, Z - спутниковая. Начало - в центре окружности, ограничивающей линейное разрешение КА на поверхности Земли (под поверхностью Земли на глубине линейного разрешения ф. Ось Z направлена по геоцентрическому радиусу-вектору космического аппарата r = CS, ось Е - на юг. геоцентрическая
Система , ц, (- орбитальная. Начало в точке С, ось f направлена в перигей, ось С - по нормали к плоскости в сторону ГхгвОР ге скорость космического аппарата, ось ц дополняет до правой. Система Y, Z - вращающаяся с Землей - геодезическая. Начало в точке С, ось Z совпадает с осью z основной системы, оси X, Y лежат в экваториальной плоскости и имеют географические долготы кх = 0, h = 90.
Для того чтобы правильно произвести оценку влияния атмосферы модели полета КА в диапазоне рассматриваемых высот 300 700 км, необходимо найти наиболее лучшую модель. Мною был произведен анализ допустимых для использования в разработке архитектуры программного аппарата моделей атмосферы, при которой учтены время дня, когда параметры атмосферы наиболее благоприятны и удовлетворяют заданным параметрам линейного разрешения на местности (0,5 1,5 м). Для оценки принятия правильной модели атмосферы была использована специальная техническая литература [9, 16, 33, 34, 85, 86].
Так как диапазон оцениваемого в работе линейного разрешения составляет от 0,5 м до 1,5 м, должны быть учтены следующие параметры: географическое положение, высота, день года, а также геомагнитная возмущенность, это необходимо из того, чтобы моделирование движения КА было наиболее благоприятным для получения корректных данных.
В связи с тем, что диапазон рассматриваемых высот располагается выше 300 км над Землей (линии Кармана), наиболее благоприятной и правильной в данном случае следует рассматривать модель ионосферы, а именно термосферы входящий в ее в состав (рисунок 9). «Высокая температура воздуха в термосфере не страшна летательным аппаратам, поскольку из-за сильной разреженности воздуха он практически не взаимодействует с обшивкой КА, то есть плотности воздуха недостаточно для того, чтобы нагреть физическое тело, так как количество молекул очень мало и частота их столкновений с обшивкой судна (соответственно и передачи тепловой энергии) невелика» [85]. Верхний предел термосферы составляет около 800 км. Температура растёт до высот 200 – 300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») [33, 34, 85].
Схема атмосферы поверхности Земли На рисунке 10 представлено, что средняя температура слоя и плотность термосферы не окажет неблагоприятного влияния на характеристики КА и СДЗЗ установленную на нем. Среднеквадратическое отклонение плотности, отнесенное к номинальному значению, изменяется от 15% на высоте 300 км, 35% на высоте 500 км, до 65% на высоте 700 км.
Проверка результатов эксперимента
«Включить движение» - данная функция подразумевает процесс имитации маршрута объекта-модели КА при всех заданных параметрах; если данные параметры не введены, на панели управления показывается «ошибка».
Данный атрибут программного интерфейса позволяет производить осмотр поверхности Земли путем ее движения по часовой стрелке. 3.5.3 Панель «Параметры орбиты» Вводятся следующие параметры орбиты, характеризующиеся шестью элементами Кеплера [43]: а - длина большой полуоси орбиты; е - эксцентриситет; / - наклон орбиты есть угол между плоскостями экватора и орбиты, отсчитываемый против движения часовой стрелки от 0 до тг, причем вершиной этого угла является восходящий узел; Q - долгота восходящего узла - угол между осью х и линией узлов. Угол отсчитываемый против часовой стрелки, от 0 до 2тг; Элементы / и Q характеризуют положение плоскости орбиты. со - аргумент перигея, представляет собой угловое расстояние от восходящего узла до перигея орбиты, отсчитываемое по направлению движения спутника; т - момент прохождения через перигей.
В задаче двух тел все элементы являются постоянными. В случае же возмущений они изменяются. Элементы a, e и i полностью определяют ту ограниченную область пространства, в которой происходит движение спутника. Они характеризуют размеры, и форму орбиты и максимальное удаление спутника от плоскости экватора. Остальные же три элемента определяют положение спутника на орбите и представляют собой углы Эйлера.
С каждым оборотом долгота восходящего узла меняется. Это вызвано вращением Земли. Однако возмущения, вызванные гравитационным полем Луны и Солнца, атмосферой и прочими причинами, изменяют движение спутника. «Тангаж, крен, градусы» – углы ориентации для начального момента съемки. При положительном значении тангажа камера «смотрит» вперед (т.е. по направлению полета), при отрицательном – назад. При положительном угле крена камера отклоняется вправо от трассы полета, при отрицательном – влево (если смотреть по направлению полета). «Фокусное расстояние» – истинное значение фокусного расстояния. «Координата X линейки» – номинальное значение. Используется для расчета угловых параметров съемки. «Скоба» (задержка) – номинальное расстояние между четным и нечетным рядами матриц ФПЗС в данном ФПУ. Используется для оценки несовпадений изображений в зонах перекрытия соседних матриц. «Ширина фокальной плоскости» – номинальное значение. Соответствует полосе захвата в масштабе местности. «Длина маршрута» – значение не должно превышать размеров исходного изображения поверхности Земли. Используется для расчета угловых параметров съемки. «Скорость бега изображения» – номинальное значение. Используется для расчета параметров съемки. «Орбита: Высота, км, i (или 0), U» – используется для расчета линейных и угловых параметров съемки. Если наклонение задать равным 0, то программа рассчитает наклонение солнечно-синхронной орбиты.
«Первая строка выходного файла» – номер начальной строки выходного файла (0 – начало съемки, другое значение – продолжение съемки с заданной строки). Далее происходит моделирование съемки поверхности Земли по заданным параметрам. Восемь матриц ФПЗС формируют восемь изображений, которые передаются на имитационный стенд ПК-2. Выводы по главе 3
В третьей главе представлены алгоритмы имитационного моделирования прогнозирования качественных и количественных показателей системы дистанционного зондирования поверхности Земли с учетом реальных условий, имитируемых на виртуальном полигоне. Инициализирована динамическая сцена виртуального полигона. Глава 4 Компьютерно-ориентированные исследования имитационной модели дистанционного зондирования поверхности Земли в оптическом диапазоне спектра излучения с учетом реальных условий имитируемых на виртуальном полигоне
Имитационное моделирование на практике реализуются программно-аппаратным комплексом разработанным организацией ЗАО «НПФ «ИнфоСистем-35» и реализованное в контрольно-измерительной станции ОАО «ЛОМО». Комплекс представляет собой набор технических средств, состоящий из аппаратной и программной частей.
Аппаратная часть (Hardware) комплекса состоит из двух имитационных стендов ЭВМ ЗАО «НПФ «ИнфоСистем-35» (ПК-1 и ПК-2) представленных на рисунке 16. Программная часть (Software) - это специализированное программное обеспечение имитационного моделирования для прогнозирования функционально-параметрических показателей СДЗЗ с учетом реальных условий.
Условия получения фотоснимков с борта КА существенно влияют на их геометрические и изобразительные свойства. Это, в свою очередь, определяет методологию интерпретации изображений [59, 67, 68].
В данном разделе воспроизведение режима имитации съемки ППЗ для разных орбит рассматривается как тест на работоспособность программного аппарата математического имитационного моделирования СДЗЗ- Съемка происходит в двух режимах - панхроматическом (ПХ) и мультиспектральном (МС).
В качестве исходного изображения для всех компьютерных экспериментов был использован фрагмент натурного изображения (30 х 30 км), полученного посредством цифровой компьютерной съемки наложенного на картографическую сетку программного обеспечения поверхности Земли. Характеристики обоих каналов представлены в таблице 2.
В файле имитации ППЗ были «вмонтированы» изображения специальных мир (рисунок 17), это сделано для того чтобы фотографировать конкретный объект небольшой площади для определения геометрических и радиометрических характеристик СДЗЗ
