§ 103. Обработка телевизионных и фототелевизионных снимков

На современном этапе космических исследований основными спо­собами получения изображений поверхности небесных тел явля­ются телевизионная и фототелевизионная съемки. При телевизи­онной кадровой съемке объектив передающей телекамеры строит в центральной проекции изображение на экране электронно-лу­чевой трубки (ЭЛТ). Изображение, преобразованное в электри­ческие сигналы, записывается бортовым видеомагнитофоном, с которого по радиоканалам передается на Землю в удобное для связи время. При фототелевизионной съемке изображение фик­сируется на фотопленке с последующим проявлением ее на борту. Затем полученное таким образом изображение с помощью счи­тывающего устройства преобразовывается в электрические сиг­налы, которые передаются на Землю.

При обоих видах съемки наиболее значительные искажения изображения происходят на этапе считывания, передачи и при­ема наземными системами. Эти искажения называют электрон­ной дисторсией. Для восстановления геометрии исходного изо­бражения на экран ЭЛТ и прижимное стекло фотокамеры нано­сят сетку крестов (точек). В результате на Земле получают изо бражения поверхности снимаемой планеты с наложенными на них крестами. Координаты крестов относительно центрального креста известны с большой точностью. На полученном на Земле изображении из-за искажений кресты будут смещены относи­тельно их идеальных положений. Следовательно, измеренные ко­ординаты крестов х_к´, у_к´ и их калиброванные значения х_к, у_к не совпадут. Разности Δх_к = х_к—х_к', Δу_к = у_к—у_к' характеризуют сте­пень искажения изображения в районе каждого креста.

Чтобы получить для каждой точки снимка исправленные ко­ординаты, используют интерполирующие полиномы второй или третьей степени:

Решения проводят в два этапа. Вначале по разностям коорди­нат крестов находят значения коэффициентов полиномов а и b. Для этого составляют уравнения погрешностей

где Δх_к, Δу_к заменяют полиномами (313) или (314). У полино­мов (313) неизвестны 12 коэффициентов, поэтому для их определения на снимке нужно измерить не менее 6 крестов, так как каждый крест позволяет составить два уравнения. Соответст­венно, для определения 20 коэффициентов полиномов (314) нужно измерить не менее 10 крестов.

По уравнениям погрешностей составляют нормальные урав­нения и из их решения находят значения коэффициентов. При этом по остаточным расхождениям координат оценивают, какой из двух полиномов дает лучший результат, и в дальнейшем ис­пользуют только его.

На втором этапе обработки снимков вычисляют координаты точек х = х' + Δх, у = у' + Δу, используя для подсчета по полино­мам поправок Δх и Δу найденные значения коэффициентов а и b.

Полученные значения координат точек х и у можно считать соответствующими кадровому фотоснимку и дальнейшую анали­тическую обработку проводить по формулам связи координат аэроснимка и местности.

На фотопечатающем устройстве, подключенном к ЭВМ, по исправленным координатам печатают снимок, на котором кре­сты и точки будут располагаться на местах, близких к их поло­жениям на исходном изображении, сформированном на экране ЭЛТ или фотопленке на борту станции. Учитывая, что при пере­даче изображения происходит потеря части контуров, каждый снимок передают несколько раз, а затем из этих изображений, имеющих потери разных контуров, составляют одно изображе­ние с минимальными потерями контуров.