Уточнение относительной пространственной привязки спектров и изображений, регистрируемых фотоспектральной системой с борта МКС

При обработке данных с гибридной системы дистанционного зондирования ФСС (Фото Спектральная Система), совмещающей в себе модуль регистрации изображений (МРИ) с высоким пространственным разрешением и модуль спектрорадиометра (МС) широкого спектрального диапазона и высокого спектрального разрешения [1] очень важно точно провести относительную пространственную привязку проекции входной щели спектрометра на поверхность Земли во время регистрации спектра к соответствующим изображениям. От точности этой привязки зависит как визуально-интерактивный анализ изображений и спектров, так и точность последующей процедуры совместной обработки спектров и изображений. Взаимная ориентация жестко фиксированных относительно друг друга оптических осей МРИ и МС определялась во время проведения наземных лабораторных калибровок ФСС. После запуска также была проведена проверка ориентации полей зрения с помощью эксперимента «Калибровка по Луне» [1].
Далее для пространственной привязки спектральных данных к изображениям (при известном взаимном положении оптических осей МС и МРИ) используются данные о геометрии съемки и параметры орбитального полета МКС.
Вычисление горизонтальных смещений, обусловленных движением станции производятся по временным характеристикам сеанса съемки и по данным о высоте и скорости полета МКС.
Вычисление вертикальных смещений, обусловленных суточным вращением Земли, выполняется с помощью построения трассовой мозаики изображений. В качестве первого приближения мозаика строится по известным координатам станции и углам положения оптической оси ФСС, соответствующим каждому кадру, и корректируется интерактивно с используемых идентифицированных опорных точек в перекрывающихся частях кадров [1].
В работе представлен метод устранения погрешностей в положении щели МС на изображении МРИ основанный на использовании результатов согласованных измерений МС и МРИ, приведенных к общим единицам измерения. Очевидно, что средняя яркость пикселей изображения МРИ по всем пространственным пикселям в пределах щели МС, и средняя яркость МС по длинам волн (спектральным каналам спектрорадиометра МС) в пределах каждого из каналов R, G, B равны между собой (с учетом неоднородной угловой чувствительности МС и спектральных чувствительностей МРИ в каналах цветности), поскольку относятся к одному и тому же участку подстилающей поверхности. Поэтому, производя последовательное смещение положения щели на изображении и минимизируя разницу между измерениями МС и МРИ рассчитывается истинное положение проекции щели МС на изображении МРИ.
1. Беляев, Б.И. Восстановление спектров земной поверхности с использованием цветных изображений высокого разрешения /Б.И. Беляев, Л.В. Катковский, А.В. Роговец // Журн. прикл. спектр. – 2013. – Т. 80, №1. – С. 70 – 77.