Принципы построения и функционирования комплекса обработки данных ДЗЗ КА «Канопус-В»

На планируемом к запуску в 2010 г. космическом аппарате «Канопус-В» устанавливается многозональная съемочная система (МСС) и панхроматическая съемочная система (ПСС), разработанные ОАО «Пеленг» Республики Беларусь. В этих системах впервые реализован матрично-сканерный принцип съемки подстилающей поверхности для получения при наблюдении в надир с высоты 510 км спектрозональных снимков с пространственным разрешением 10,5 м и полосой захвата 20 км и панхроматических изображений с разрешением 2,1 м и полосой захвата 23 км. В соответствии с этим принципом в фокальной плоскости приборов устанавливаются ПЗС-матрицы, формирующие в дискретные моменты времени микрокадры со взаимным перекрытием. В аппаратуре МСС используются 4-е матрицы по одной на каждый спектральный диапазон, расположенные в фокальной плоскости последовательно вдоль направления полета КА. В системе ПСС используются шесть матриц, расположенных в шахматном порядке.
Каждый микрокадр сопровождается элементами внешнего ориентирования от GPS и системы астроориентации. Для обработки микрокадров МСС и ПСС ОАО «Российские космические системы» и Рязанским государственным радиотехническим университетом разработан многофункциональный программный комплекс, основными задачами которого являются:
- первичная обработка и визуализация исходной информации;
- оперативная оценка качества информации;
- каталогизация видеоданных и поиск материалов съемки по электронному каталогу;
- формирование выходных информационных продуктов;
- оценка измерительных свойств выходной продукции.
Интерфейс программного комплекса позволяет конфигурировать рабочие места с любым набором выполняемых функций.
При первичной обработке обеспечивается: распаковка и выделение из входного потока, поступающего по двум радиолиниям, информации каждого датчика; оперативное формирование мозаичного снимка маршрута съемки (приближенное структурное восстановление непрерывного изображения); геопривязка структурно-восстановленных изображений по орбитальным параметрам; формирование цветосинтезированного изображения по данным МСС.
Для контроля точности геопривязки и устранения грубых ошибок, вызванных в основном рассогласованием бортового и наземного времени, предусматривается технология уточнения параметров привязки маршрута съемки относительно карты.
В задачу оперативной оценки качества информации входит выявление сбойных ситуаций с занесением этой информации по каждому маршруту съемки в базу данных электронного каталога.
Каталогизируются непрерывные маршруты съемки от каждого типа аппаратуры, прошедшие этап приближенного структурного восстановления. Здесь решаются традиционные задачи: формирование квиклуков и метаданных, оценка процента облачного покрова. Для обеспечения информационной совместимости электронных каталогов КА «Метеор-М» и «Канопус-В» используется единая база данных, дополненная таблицами с параметрами качества информации.
Программный комплекс позволяет формировать выходные продукты следующих уровней обработки.
По уровню 0 представляются отдельные микрокадры датчиков МСС и ПСС, представленные в структуре кадра целевой информации со служебными данными.
По уровню 1 представляются геопривязанные по орбитальным данным как структурно-восстановленные изображения маршрутов съемки, так и отдельные микрокадры, в сопровождении матрицы геопривязки. Изображение МСС сохраняется в виде 4-х канального снимка.
По уровню 2 представляются микрокадры или мозаичные изображения, трансформированные в картографические проекции и сохраненные в одном из ГИС-форматов. Границы стыковки микрокадров уточняются на основе координат одноименных точек.
По уровню 3 формируются ортотрансформированные микрокадры или мозаичные изображения с использованием цифровых моделей рельефа и опорных точек.
Для оценки измерительных свойств выходной продукции в программном комплексе предусматриваются инструментальные средства оценки точности «сшивки» микрокадров, совмещения микрокадров и геопривязки, а также средств автоматизированной оценки сигнал/шум и пространственного разрешения снимка.
В докладе приводятся примеры выполнения операций обработки видеоданных МСС и ПСС и другие технические характеристики программного комплекса.