Информативные свойства космических аппаратов зондирования

Под информативными свойствами КА понимают свойства, определяющие качество получаемых с помощью КА изображений зондируемых участков земной поверхности. На практике наиболее часто используются такие показатели качества изображения как разрешающая способность и линейное разрешение на местности.

Разрешающая способность изображения (R) определяется наибольшим значением частоты штрихов регулярной одномерной решетки - миры, при котором в фотоизображении эти штрихи еще могут быть различены (не сливаются).

Мира состоит из набора полей, каждое из которых представляет собой чередующийся набор светлых и темных полосок одинаковой ширины. Ширина полосок от поля к полю меняется. Разрешающая способность изображения определяется как максимальное число штрихов на единицу длины (число штрихов или линий на миллиметр), т.е. измеряется в лин./мм (мм^-1). Показатель (R) используется для оценки информативных свойств как отдельных звеньев сквозного тракта формирования изображения, например объектива, фотопленки, так и системы объектив - фотопленка в целом. Важным преимуществом показателя разрешающая способность является его простой физический смысл, несложность методики измерения, а также учет свойств глаза как зрительного анализатора.

С показателем разрешающая способность тесно связан другой показатель - линейное разрешение на местности.. Этот показатель помимо разрешающей способности учитывает параметры аппаратуры зондирования и условия функционирования КА, а именно фокусное расстояние и параметры относительного расположения КА в зондируемых районах.

Линейное разрешение на местности (L) для частного случая зондирования подспутниковой точки определяется из соотношения

,

где

- ширина штриха в изображении миры;

H - высота полета;

f - фокусное расстояние объектива.

В общем случае

;

где D - расстояние от центра масс КА до точки пересечения оптической оси аппаратуры зондирования с поверхностью Земли.

;

где y - угол отклонения оптической оси от местной вертикали.

В некоторых случаях находит применение еще один показатель изображения, называемый добротностью системы. Добротность определяет предельно допустимое угловое разрежение системы и измеряется в радианах.

Чтобы более полно описать передаточные свойства системы используют характеристику, которая называется контраст миры. Контраст миры - количественная оценка распределения яркости в поле миры, определяемая из соотношения:

,

где

B_MAX и B_M1N ‑ яркости светлых и темных полос поля миры соответственно.

Величина k_t принимает значение из диапазона (0, 1). Известно, что чем меньше контраст миры при прочих равных условиях, тем хуже разрешающая способность.

Помимо контраста k_t различают контраст k_t ' изображения миры, который характеризует распределение освещенности в фокальной плоскости объектива (плоскости изображения):

где

E_MAX и E_M1N - освещенности изображения соответственно для светлых и темных полос поля миры.

Изображение поля мири (или какого-либо объекта) отличается от оригинала двумя факторами:

- амплитуда колебаний освещенности в изображении меньше, чем в самой мире (изменение амплитуды);

- вне оптической оси изображение миры может не совпадать с его положением, рассчитанным по законам оптики идеальной системы (изменение фазы);

Для более полного описания этих факторов используется частотная передаточная функция и ее составляющая, называемая функцией передачи модуляции или частотно-контрастной характеристикой.

Дата добавления: 2015-07-14