Способ формирования изображения при фотографировании с летательного аппарата

 

Изобретение относится к фотосъемке. Целью изобретения является повышение точности компенсации сдвига изображения путем учета изменений линейной скорости поверхности Земли в точке съемки при развороте летательного аппарата (ЛА) по углу тангажа. Способ заключается в том, что ЛА разворачивают на углы тангажа и рыскания, величина которого определяется по формуле , стабилизируют его с тем, чтобы угловые скорости по тангажу, по крену и по рысканию , а такжё°угол крена были равны нулю, и фотопленку при экспонировании перемещают с компенсационной скоростыр, величину которой вычисляют по формуле с учетом результатов измерения фокального параметра, эксцентриситета, наклонения орбиты Л А. аргумента перигея ЛА и результатов расчёта угловой скорости восходящего узла орбиты и угловой скорости ЛА-, а также результатов измерения текущих значений угла тангажа, аргумента широты и угла раскрытия Л А. 1 ил. i« : t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ж; 1820358 Al (я)э G 03 В 41/00, 37/00

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

2 вороте летательного аппарата (ЛА) по углу

° тангажа. Способ заключается в том, что ЛА разворачивают на углы тангажа и рыскания, величина которого определяется по формуле, стабилизируют его с тем, чтобы угловые скорости по тангажу, по крену и по рысканию, а также угол крена были равны нулю, и фотопленку при экспонировании переме. щают с компенсационной скоростью; величину которой вычисляют по формуле с учетом результатов измерения фокального параметра, эксцентриситета, наклонения орбиты ЛА, аргумента перигея ЛА и резуль татов расчета угловой скорости восходящ го узла орбиты и угловой скорости ЛА; также результатов измерения текущих зна чений угла тангажа, аргумента широты . угла раскрытия ЛА. 1 ил. ем. угловых скоростей (стабилизацией) фотоаппарата. При этом поперечную скорость, обусловленную поступательными перемещениями фотоаппарата, сводят.до допустимых значений, выбирая углы рыскания ЛА по формуле ф =arctg(Wy/Wõ) где М4. Wy — продольная и поперечная составляющие линейной скорости ЛА.

Недостаток способа-прототипа состоит в невысокой точности компенсации сдвига изображения из-за того, что не учитывается влияние на продольную и поперечную составляющие сдвига изображения величины угла тангажа ЛА и изменения скорости земной поверхности в точке съемки.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919951/23 (22) 19.03.91 (46) 07.06.98. Бюл. hk 21 (72) А.С.Батраков, В.B.Ãàâåíêî и А.Ю.Анатольев (56) 1. Федоров.Б.Ф. Аппаратура космического фотографирования. M: Недра, 1985, с. 77.

2. Мельканович А.Ф. Фотографические средства и их эксплуатация. МО, 1984, с.

149.-157. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ. ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ ФОТОГРАФИРОВАНИИ С

ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к фотосьемке.

Целью изобретения является повышение точности компенсации сдвига изображения путем учета изменений линейной скорости поверхности Земли в точке съемки при разИзобретение относится к фотосъемке и может быть использовано в фотографиче- ских системах, устанавливаемых на летательных аппаратах (ЛА). .Известен способ компенсации сдвига изображения, заключающийся в перемещении объектива в направлении, обратном полету ЛА, со скоростью, равной скорости движения изображения.

Наиболее близким по технической сущности к данному техническому решению является способ компенсации сдвига иэображения; заключающийся в том, что уменьшают скорость изображения относительно фотопленки протяжкой ее с компенсационной скоростью, а линейные скорости изображения, обусловленные вращениями фотоаппарата, сводят до допустимых значений уменьшени6! 30 О

1820358

Целью изобретения является повышение качества изображения путем повышения точности компенсации сдвига. изображения.

Поставленная цель достигается тем, что при формировании изображения при фотографировании с летательного аппарата производят разворот летательного аппарата на углы тангажа а и рыскания ф, производят стабилизацию летательного аппарата, определение угловых скоростей по осям тангажа, крена и рыскания и угла крена летательного аппарата и при равенстве этих значений нулю экспонирование фотопленки, перемещаемой со скоростью ч, определяют эксцентриситет е, наклонение i, фокальный параметр Р орбиты летательного аппарата и аргумент перигея в летательного аппарата и определяют угловую скорость восходящего узла орбиты ЛА в зависимости

Яь=-(Я + я (1-е )з/гсоз!(иР ) /г) (2) где Gb- угловая скорость вращения Земли; е — параметр, характеризующий сжатие

Земли; ,и — геоцентрическая гравитационная постоянная Земли, затем измеряют текущие значения угла тангажа аи аргумента широты и и определяют угловую скорость ЛА из следующей зависимости:

u.= ф/Р (1+Icos v) где v=u- а) — истинная аномалия ЛА, и угол рыскания из следующей зависимости =arctg(Po/0), где Po= Q(b>(cos а-Ьо)+Ьгз!и a);

Q=(u+ И bcosi)jbp-cos а -1);

b1=sin cos u;

Ьг=з!п sin u;

ho=Co/(С1- C — СоСг):

Co=1+ Ьзг;

С>-сова+ ег Ьз: г

Сг=1+ ег Ьг g(ao+h)(1+ecos v)/P);

Ьз=Ьгсоз а-Ьтз!п а, е г,ao — второй эксцентриситет и большая полуось земного эллипсоида соответственно;, h — среднее превышение района съемки на уровенной поверхностью, . после чего последовательно разворачивают .ЛА по углу рыскания на угол ф, стабилизируют ЛА, измеряют текущее значение угла рыскания ф и определяют компенсационную скорость движения фотопленки из следующей зависимости:

Ч=Г(Ьфiсоз а cos ф+ Яь(соз!соз а cos ф15

Ьтз!и ф))-u cos tI)-Йь(соз cos т/ — з!и ф(Ьтсоз а+Ьгз!и a))j где à — фокусное расстояние объектива фо20 тоаппарата.

На чертеже приведена структурная схема устройства, позволяющего реализовать предложенный способ.

Устройство, реализующее способ, со25 держит датчик 1 аргумента широты, датчик

2 угла рыскания, систему 3 ориентации и стабилизации (СОС) ЛА, систему 4 вычисления компенсационной скорости ЛА; датчик

5 угла тангажа; фотоаппарат 6, 30 В исходном состоянии в системе 4 вычисления компенсационной скорости движения фотопленки записана программа работы, исходные данные; значения ег, ао, .

h, Я, e, P, е, i, в, Г, а также алгоритмы расчета угла т/) и скорости ч. Отрабатывая программу работы, в определенный момент времени со своего второго выхода система подает требуемое значение угла тангажа а на второй вход системы 3 ориентации и стабилизации, которая поворачивает ЛА на угол а по тангажу и затем стабилизирует его, В очередной момент времени с пятого выхода системы 4 вычисления компенсаци- онной скорости движения импульс поступает на управляющие входы датчиков аргумента широты 1 и угла тангажа 5, Благодаря этому текущее значение аргумента широты и с выхода датчика 1 поступает на первый вход системы 4 вычисления компенсационной скорости движения фотопленки.

Текущее значение угла тангажа ас выхода датчика 5 поступает на третий вход системы

4 вычисления компенсационной скорости движения фотопленки, которая рассчитывает величину угла рыскания ф, которая с первого выхода системы 4 вычисления компенсационной скорости движения фотопленки поступает на первый вход системы 3 ориентации и стабилизации, которая разво1820358 рачивает ЛА по углу рыскания на величину ф и затем стабилизирует его. Благодаря этому угловые скорости.ЛА по тангажу, крену и рысканию, а также угол крена устанавливаются равными нулю. В очередной 5 момент времени с шестого выхода системы

4 вычисления компенсационной скорости движения фотопленки импульс поступает на управляющий вход датчика 2 угла рыскания, в результате чего текущее значение 10 угла рыскания ф с выхода датчика..2 угла рыскания поступает на второй вход системы 4 вычисления компенсационной скорости движения фотопленки, которая затем рассчитывает величину скорости ч, которая с 15 четвертого выхода системы вычисления компенсационной скорости движения фотопленки поступает на информационный вход фотоаппарата 6, в котором скорость протяжки фотопленки устанавливается равной ч. 20

При поступлении с третьего выхода системы 4 вычисления компенсационной скорости движения фотопленки импульса . определенной длительности г на управляющий вход фотоаппарата 6, производится 25 съемка в течение времени z с компенсационной скоростью ч движения фотопленки.

Таким образом, в предложенном способе при определении угла разворота фЛА и компенсационной скорости ч дополнитель- 30 но учитываются изменения линейной скорости поверхности Земли в точке съемки в . зависимости от величины угла тангажа ЛА, текущих значений аргумента широты ЛА, превышения h, параметров орбиты ЛА. Это 35 повышает точность компенсации сдвига изображения, т.е. обеспечивает достижение поставленной цели изобретения. и . V c7P (1+1созч), ф =arctg(Po/Q), br=sin I cos u;

by=sin i sin u;

bo=CD/(С1 ЧЯ СоС2), Со=1+ 8г Ьз, Ьз=Ьгсоз а -b1sln а, 40

Формула изобретения

Способ формирования изображения при фотографировании с летательного аппарата, заключающийся в развороте летательного аппарата на углы а и рыскания ф, стабилизации летательного аппарата, определении угловых скоростей по осям тангажа, крена и рыскания и угла крена летательного аппарата и при равенстве этих значений нулю, экспонировании фотопленки, перемещаемой со скоростью ч, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества изображения путем повышения точности компенсации сдвига изображения, определяют эксцентриситет е, наклонение 1, фокальный параметр р орбиты летательного аппарата и аргумент перигея в летательного аппарата и определяют уг.ловую скорость восходящего узла орбиты летательного аппарата из зависимости

=g уз+ е (1 e2)3/2cosl(ccP7)-1/г) где С4 — угловая скорость вращения Земли; к — параметр сжатия Земли; ,и — геоцентрическая гравитационная постоянная Земли, измеряют текущие значения угла тангажа а и аргумента широты и летательного аппарата, определяют угловую скорость летательного аппарата иэ зависимости где v=u- а — истинная аномалия летательно-, I.

ro аппарата, и угол рыскания из зависимости

G. где Ро= QI (bi(cos а-Ьо)+Ьгзlп а);

Q=(u+ Иьсозl)(Ьо-cos а-1);

C1=cos а+ ег Ьз;

Сг=1+ я г Ьг -((ао+п)(1+есоз ч)/P);

Е, ао — второй эксцентриситет и боль.=, шая полуось земного эллипсоида соответственно;

h — среднее превышение района съемки над уровенной поверхностью, после чего последовательно разворачивают . летательный аппарат по углу рыскания ф, стабилизируют летательный аппарат, измеряют текущее значение угла рыскания ф и определяют компенсационную скорость движения фотопленки из зависимости ч=т (Ьо(и cos асов ф+ Яь(соз1соз4соз фbqsin ф))-и соз tP-О ь(соз I cos ф—

-sin Q(buncos а+Ьгзlп а))), где à — фокусное расстояние объектива.

1820358

Составитель О. Белова

Техред М.Моргентэл Корректор H. Гунько

Редактор Т; Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2030, . Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5