Существует несколько факторов, влияющих на точное определение объектов, наблюдаемых с помощью оптических систем. Аберрации широкоугольных камер могут давать значительные искажения изображений. Кроме того, существуют некоторые особенности при определении точного соответствия истинного зенита с направлением визирования широкоугольных камер. Нахождение различных объектов на изображениях оптических систем осуществляется с помощью приложения astrometry [Lang et al. 2010], но для широкоугольных камер этот метод не работает. В работе предлагается алгоритм, позволяющий получить точные соотношения изображений широкоугольных камер и их проекций на поверхность Земли с учетом указанных искажений.
В первую очередь была выполнена калибровка камеры по положению наблюдаемых звезд. Далее решалась минимизационная задача методом наименьших квадратов при помощи алгоритма Левенберга-Марквардта [Moré, 1978]. Автоматическое определение звезд выполнялось при помощи логистического алгоритма, последовательно выделяющего звёзды на кадре. Затем группы пикселов, идентифицированных как звезды сравнивались со звездами по каталогу PyEphem [https://pypi.org/project/ephem/]. После нахождения поправочных коэффициентов решением прямой геодезической задачи были найдены географические координаты и получены проекции изображений камер на поверхность Земли.
Алгоритм протестирован на примере долгоживущего метеорного следа, наблюдавшегося 20171118 одновременно двумя камерами всего неба, разнесенными на 150 км. друг от друга. Первая камера всего неба KEO Sentinel расположена в Геофизической обсерватории (ГФО) ИСЗФ СО РАН, вблизи с.Торы (51°48 с.ш., 103°04 в.д., высота 670 м) и предназначена для регистрации пространственной картины интенсивности эмиссии 630 нм. Поле зрения оптической системы 145°, направление визирования - зенит, полуширина пропускания интерференционного фильтра ~2 нм., время экспозиции - 60 сек [http://atmos.iszf.irk.ru/ru/data/keo]. Вторая широкоугольная цветная камера Allsky-340 производства SBIG расположена в Саянской солнечной обсерватории ИСЗФ СО РАН, вблизи с. Монды (51°37 с.ш., 100°55 в.д., высота 1992 м). Угловое поле зрения составляет 185°×145°. В камере используется фотоприемник Kodak KAI-340 размером 640x480 пикселей. Длительность экспозиции составляет 60 с.
Приведены полученные в результате пространственные характеристики метеорного следа, такие как высота высвечивания, скорость и направление распространения, характерные размеры.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-35-90093.

Ключевые слова: Камера всего неба, калибровка камер, автоматическая идентификация звезд

Литература:

Borovička J., Spurný P., Keclíková J. A new positional astrometric method for all-sky cameras. Astronomy and Astrophysics Supplement. 1995, vol. 112, pp. 173–178.
Lang D., Hogg D., Mierle K., Blanton M., Roweis S. Astrometry.net: Blind astrometric calibration of arbitary astronomical images. Astron. J. 2010, vol. 139, no. 5, pp. 1782–
DOI: 10.1088/0004-6256/139/5/1782.
Moré J.J. (1978) The Levenberg-Marquardt algorithm: Implementation and theory. In: Watson G.A. (eds) Numerical Analysis. Lecture Notes in Mathematics, vol 630. Springer, Berlin, Heidelberg.

XVIII.A.462

Географическая привязка кадров широкоугольных оптических систем

Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных