Космические перспективы ЦФС «PHOTOMOD»

На примере спутника Юпитера – Ио

МИИГАиК, КЛИВТ (комплексная лаборатория

исследования внеземных тел)В.П. Савиных

И.Е. НадеждинаА.Э. Зубарев

Малыe телa солнечной системы

Enceladus 249 kmIo

1821 km

Earth‘s Moon1738 km

Phobos11.1 km

Deimos6.2 km

Задачи: - детализация мест посадок

- создание ЦМР для уточнения орбит

Миссия «Фобос-Грунт» (Срок запуска КА "Фобос-

Грунт" запланирован на ноябрь 2011 г )

Миссия «Луна-Глоб» (Запуск космического

аппарата намечен после 2015 года )

Разные виды фотограмметрической информации

IoGalileoSSI camera

IoVoyagerWAC camera

IoVoyagerNAC camera

PhobosMars ExpressSRC camera

PhobosVikingISS camera

EnceladusCassiniSSI WAC camera

PhobosMars ExpressHRSC

Информация о Ио

Ио – один из спутников Юпитера, открытый

Г. Галилеем Интересен вулканической

активностью

Миссия Galileo (1989 -2003) Миссия Voyager – 1, 2 (1977 -…..)

Пролет КА Galileo вблизи Ио

Описание съёмочной аппаратуры (пример Ио)

Galileo spacecraft: SSI (Solid State Imaging

Device) camera Best resolutions between 2

and 15 km/pixel

Voyager 1 spacecraft: VGR1, 2 - NAC (Narrow Angle

Camera) VGR1,2 - WAC (Wide Angle Camera)

Best resolutions between 1 and 16 km/pixel

Galileo Voyager

K, pix/mm 65.6168 84.8214

s0, pix 400.5 500.5

l0, pix 400.5 500.5

a0, 1/mm 0.00002498 0

f, mm 1500.467 VGR1-NAC 1500.19

VGR1-WAC 200.465

VGR2-NAC 1503.49

VGR2-NAC 200.770

Особенности фотограмметрической обработки изображений космических тел

Снимки являются одним из продуктов космических миссий и не удовлетворяют требованиям классической фотограмметрии :

- большие углы наклона камеры от нормали - объект удален, и часто полностью расположен на

одном кадре Подбор изображений и измерения связующих точек

производятся вручную Большие взаимные углы наклона снимков Отсутствие повсеместного стерео для контроля

точности измерения сети Уравнивание измерений возможно только в 3D Отсутствуют опорные точки Необходимы качественные элементы внешнего

ориентирования Построение ортофотоплана осложняется сильной

перспективностью изображений

Мировой опыт

В мировой практике обработка космических снимков небесных тел производится научными лаборатории на базе некоммерческих программ, работающих в OS типа Linux (VIKAR, ISIS)

Эти программы требуют написания дополнительных модулей и не поддерживают полный цикл фотограмметрических работ

В текущей версии PHOTOMOD 5:

Отсутствует учет начального приближения углов внешнего ориентирования и центров фотографирования в пространственной системе координат

Отсутствует поддержка уравнивания в 3D Отсутствует 3D визуализация

Система координат

уравнивание измерений выполняется в 3D пространстве, поэтому в качестве основной системы координат для расчетов выбрана объектоцентрическая система координат

реализовано в версии PHOTOMOD 5.2

Этап: импорт элементов внешнего ориентирования

Для расчета данных внешнего ориентирования в КЛИВТ использовали наборы библиотек комплекса SPICE, созданные специалистами NASA, к которому имеется свободный доступ.

В КЛИВТ были написаны на языке С++ специализированные подпрограммы для приведения, полученных углов из комплекса SPICE в систему PHOTOMOD 5.2.

Стало возможным выполнение уравнивания измерений связующих точек, используя центры фотографирования в качестве опорных точек, а углы внешнего ориентирования в качестве начального приближения.

Этап: измерения связей

Все измерения связующих точек приходится выполнять вручную с небольшим участием коррелятора

Этап: уравнивание

Новая версия позволяет выполнять уравнивание измерений связующих точек в 3D пространстве при наличии данных внешнего ориентирования

(объектоцентрическая система координат)

Этап: Изучение 3D-модели

Новая подпрограмма для 3D визуализации результатов уравнивания с наложением текстур исходных изображений:

Позволяет быстрее ориентироваться в наборах снимков и выполнять поиск связующих точек

Позволяет отыскать грубые ошибки и определить содержащие их точки

Результаты работы

Расширение возможностей российской ЦФС «PHOTOMOD» и оснащение ее блоками, позволяющими фотограмметрически обрабатывать плановые космические снимки весьма малоразмерных небесных тел, обосновано можно рассматривать как серьезный научный прорыв, с важным практическим акцентом.

Хочется надеяться, что специалисты НПО «Ракурс»

со временем создадут не менее актуальный продукт, который позволил бы эффективно работать и со сканерными космическими изображениями

Спасибо за внимание