Радиометрическая калибровка съёмочной аппаратуры ДЗЗ по звёздам

Развитие спутниковых группировок ДЗЗ привело к существенному расширению области применения получаемых данных. И если раньше большинство задач решалось визуальным анализом спутниковых снимков, то сейчас ценность представляют не только сами изображения, но и информационные продукты, полученные в результате обработки. В этих условиях важное значение приобрели измерительные свойства бортовой оптико-электронной аппаратуры. Одной из задач является восстановление яркостных и отражательных характеристик подстилающей поверхности по снимкам, получаемым оптико-электронной аппаратурой (ОЭА). Получаемые пространственные распределения яркости подстилающей поверхности имеют важное значение для многих прикладных областей, прежде всего, для сельского и лесного хозяйства.
Выходной сигнал аппаратуры можно связать с энергетическими свойствами подстилающей поверхности тремя способами: через интегральную, абсолютную и эффективную чувствительности. Первая величина учитывает яркость подстилающей поверхности во всем диапазоне длин волн, вторая – в границах рабочего спектрального диапазона калибруемой ОЭА. Эффективная чувствительность использует не традиционную яркость, а эффективную энергетическую яркость [Вт/(м2*ср)], учитывающую относительную спектральную чувствительность съемочной аппаратуры. Для задач ДЗЗ наибольшую практическую ценность имеет именно эффективная чувствительность.
Одной из главных проблем полётной калибровки по наземным полигонам является неопределённость спектрального коэффициента пропускания атмосферы. Отсутствие точных данных по пропусканию атмосферы порождает и погрешность определяемых величин.
Естественным образом возникает предложение провести калибровку по звездам. Это позволит исключить неопределенности, связанные с земной атмосферой. Огромное количество звёзд позволяет отобрать среди них опорные, по которым и проводится калибровка.
Основными проблемами при калибровке съемочной аппаратуры ДЗЗ по звёздам является необходимость переориентации КА и малая яркость большинства звёзд. Известен опыт калибровки по звёздам оптико-электронной аппаратуры КА Pleiades. При эксплуатации данной группировки КА проводилась не только радиометрическая калибровка, но и уточнение данных по функции передачи модуляции: она имеет взаимную связь с функцией рассеяния точки, получаемой непосредственным образом.
В настоящей работе были проведены оценки соотношения сигнал/шум для звёзд различной величины и определены необходимые условия съемки для перспективных отечественных систем ДЗЗ высокого и среднего разрешения. Показано, что существуют условия съемки, при которых обеспечивается высокое соотношение сигнал/шум на получаемых снимках звезд для всех типичных спектральных каналов ДЗЗ. Рассмотрен также вопрос о погрешностях предлагаемой калибровки и выявлены основные их источники.
Из проведенных расчётов можно сделать следующие выводы:
1) Задачу проведения абсолютной калибровки можно решать с применением съёмки не только самых ярких звёзд, но и с величинами до +8…+10;
2) Ожидаемая погрешность калибровки должна составить около 5%.