Мониторинг морского горизонта в красной и ближней инфракрасной областях спектра

В настоящее время наблюдается значительная активизация исследований, связанных с развитием методов навигации, обладающих повышенной устойчивостью и надежностью в условиях возможного противодействия. Указанная цель достигается за счет расширения числа источников навигационной информации и их комплексирования.
Одним из возможных направлений решения этой навигационной задачи является использование наблюдаемой линии горизонта как для определения направления местной вертикали, что необходимо для навигации по изображению звездного неба, так и непосредственно для корреляционно-экстремальной навигации.
Проблема заключается в том, что в отличие от Марса и Луны решение навигационной задачи по наблюдению линии горизонта на Земле существенно осложняется наличием плотной атмосферы. Вариации трехмерных полей температуры, давления и влажности атмосферы порождают вариации степени её рефракции. Кроме того, наличие в атмосфере аэрозолей, а также нестабильность их концентрации и состава во времени оказывают очень существенное влияние на процессы формирования линии горизонта. Особенно сильно влияние аэрозолей в видимом и ближнем инфракрасном участках спектра.
Для экспериментальной оценки влияния этих факторов нами были проведены круглосуточные наблюдения горизонта над Черным морем в районе п. Симеиз с высоты 370 м. Съемка производилась с использованием ПЗС камеры (Meade DSI Pro SONY ExView HAD™ Monochrome CCD 510x492) и объектива Мир-20 (F20 мм, 1:3.5) через узкополосные светофильтры 770, 867 и 938 нм, а так же широкополосный светофильтр с коротковолновой границей 550 нм. Поле зрение камеры составляло около 12 градусов. Камера при съемке устанавливалась неподвижно. Положение «астрономического» горизонта определялось по изображениям звезд. Полученные данные указывают на возможность регистрации линии горизонта даже в ночное безлунное время. Кроме того, были обнаружены суточные вариации видимого положения горизонта, обусловленные, по-видимому изменением метеорологических условий и высотных профилей аэрозолей.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-08-00863-а).