Разработка видеоспектральных основ аэрокосмических методов дистанционного зондирования в оптическом диапазоне

РАЗРАБОТКА ВИДЕОСПЕКТРАЛЬНЫХ ОСНОВ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В ОПТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ К.Н. Чиков, В.В. Гуд, В.М. Красавцев

Рассматриваются особенности построения и методологические возможности бортовых видеоспектрометров, предназначенных для решения экологических и геологических задач. При этом ряд важных экологических проблем эффективно решается с использованием результатов дистанционного видеоспектрального мониторинга биосферы в целях выявления выбросов вредных веществ в атмосферу и обнаружения на ранних стадиях неблагоприятных воздействий на окружающую среду при оперативной оценке последствий стихийных бедствий, техногенных аварий, лесных пожаров. Многие проблемы геологии решаются с привлечением подробного видеоспектрального картирования площадей, на которых выделяются выходы на поверхность горных пород разного возраста и состава, что повышает результативность природно-ресурсных изысканий при значительной экономии сил, средств и времени.

Введение

Современная тенденция к организации глобального спектрозонального мониторинга, направленного на обнаружение и изучение природных и антропогенных образований, базируется на приборном обеспечении, позволяющем оперативно решать задачи их поиска и ситуационного анализа на возможно большей территории.

Выполнению поставленных задач отвечают в полной мере спектральные и оптико-физические дистанционные методы и средства, применение которых при исследовании естественных и искусственных объектов не искажает поля измеряемых характеристик, в частности, коэффициентов спектральной яркости (КСЯ), что повышает достоверность получаемой информации. Среди таких методов и средств одними из самых перспективных могут считаться видеоспектрометры (imaging spectrometers) и методы, основанные на их применении. Как правило, эти приборы устанавливаются на борту авиационных и космических носителей [1].

Видеоспектрометры отличаются от аналогичных классических приборов тем, что помимо обычной спектральной информации - измерения КСЯ - позволяют получать высококачественные панорамные изображения исследуемого объекта во многих различных спектральных интервалах. При этом видеоспектрометры, в отличие от аналогов, не интегрируют КСЯ со всей поверхности объекта, а обеспечивают поэлементную регистрацию КСЯ. Такая отличительная черта видеоспектрометров делает их наиболее пригодными для ресурсно-сырьевого картирования и выявления объектов повышенной техногенной опасности [2-4].

Проведенные с помощью видеоспектрометров в последние два десятилетия детальные исследования КСЯ природных и антропогенных образований показали, что небольшие различия в регистрируемых спектрах отображают характерные особенности важных объектов и явлений.

Сюда относятся, например, рудоконтролирующие зоны слабых вторичных гидротермальных изменений горных пород; протяженные геохимические аномалии над залежами углеводородов; стресс растительности при неблагоприятном воздействии нитратов и осадков тяжелых металлов из атмосферы; начальные стадии утечек углеводородов из магистральных продуктопроводов; «залповые» выбросы загрязнений и т.п. Было получено подтверждение, что тонкие спектральные различия, являющиеся важнейшими индикаторами ранних и предвестниками значительных изменений состояния биоресурсов, могут быть уверенно зафиксированы только в режиме видеоспектрометрии.

Основные результаты

Существующие бортовые системы дистанционного зондирования, построенные по традиционным схемам и предназначенные для получения панхроматических (черно-белых и цветных) изображений зоны обзора в отдельных широких спектральных интервалах, приближаются к своим предельным информационным возможностям по обнаружению и распознаванию природных и антропогенных образований. Это обусловило в НИГ «Косспектр» СПбГУ ИТМО развитие такого стратегически важного и особо приоритетного направления аэрокосмической техники, как видеоспектральное приборостроение. Данное обстоятельство поясняется тем, что аэрокосмические видеоспектральные средства позволяют не только провести детальный анализ получаемого многоэлементного изображения земной поверхности, но и выполнить регистрацию спектров каждого изображаемого элемента, даже находящегося на пределе пространственного разрешения. Таким образом, отличительной чертой современных видеоспектрометров является совмещение в них высокого пространственного и спектрального разрешений.

Первая характеристика этих видеоспектрометров - пространственное разрешение - определяется минимальными размерами исследуемого участка земной поверхности, который данная аппаратура распознает как отдельный элемент.

Вторая характеристика - спектральное разрешение - определяется способностью аппаратуры различать излучения ближайших соседних спектральных интервалов (например, пользуясь терминологией видимого диапазона - это способность прибора опознавать тонкие цветовые оттенки смежных, очень близких по цвету объектов).

Особенностью аппаратурного построения видеоспектральных средств, содержащих обычно видеоспектрометр и специальный телевизионный модуль, является их объединение в бортовой аэрокосмический информационно-измерительный комплекс. При этом специальный телевизионный модуль позволяет оператору на борту носителя или в камеральных (лабораторных) условиях анализировать в реальном масштабе времени всю наблюдаемую в данный момент картину.

Видеоспектрометр, как правило, включает в себя проецирующий объектив и по-лихроматор (спектральную часть, снабженную, в частности, дифракционной решеткой). В этих приборах входной проецирующий объектив строит изображение исследуемой местности в неразложенном свете на входе полихроматора в плоскости его входной щели. На выходе полихроматора (рис. 1) формируется континуум монохроматических изображений его входной щели, представляющий собой многополосный спектральной кадр, каждая монохроматическая полоса которого совпадает со строкой применяемого двухкоординатного приемника излучения. Такой приемник в настоящее время чаще всего реализуется на базе прибора с зарядовой связью, т.е. ПЗС-матрицы, содержащей N строк и М столбцов. При этом каждая отдельная строка матричного (двухкоординатного) приемника, располагаемая строго поперек направления полета носителя (т.е. ортогонально маршруту аэросъемки), фактически регистрирует детальное монохроматическое изображение узкой полосы земной поверхности, оптически сопряженной с входной щелью полихроматора. Поэтому сколько таких строк имеет матричный приемник - столько, в принципе, можно зарегистрировать монохроматических узкополосных изображений участка местности, над которой пролетает носитель. Так как входная щель полихроматора оптически сопряжена с земной поверхностью, то длина этой щели определяет протяженность полосы обзора на местности с углом захвата 9 (рис. 1), а ширина щели - спектральное и пространственное разрешения.

Направление входной щели полихроматора и направление его дисперсии взаимно перпендикулярны. Поскольку поверхность матричного (двухкоординатного) приемника и входная щель полихроматора расположены в оптически сопряженных плоскостях, то

реальное пространственное разрешение прибора по полосе обзора на местности определяется элементом структуры приемника излучения при максимальном числе таких пространственно разрешаемых элементов, равном М (т.е. количеству столбцов применяемого матричного приемника).

Рис.1. Принцип действия авиационного видеоспектрометра.

В видеоспектрометрах в основу аппаратно-программной обработки получаемой видеоинформации положена модель информационного параллелепипеда (рис. 1). На торце этого параллелепипеда отображается многополосный спектральный кадр как результат разложения в спектр (по направлению спектральной оси: от ^мин до ^макс) изображения участка местности в виде узкой полосы, сформированной проецирующим объективом в плоскости входной щели полихроматора.

Это изображение полосы местности (также как и длинная сторона входной щели полихроматора) обычно располагается ортогонально маршруту аэросъемки. И если бы не было разложения в спектр, то изображение данной полосы местности занимало бы лишь одну строку ПЗС-матрицы. Однако спектральное разложение приводит к тому, что количество строк N в ПЗС-матрице (каждая из которых по ширине ориентирована в направлении спектральной оси) равно количеству N разрешаемых спектральных интервалов, называемых спектральными каналами, содержащими детальную информацию в каждой из получаемых монохроматических полос с изображением этой узкой полосы местности.

Вследствие движения носителя шаг за шагом происходит обновление изображения узкого участка местности во входной щели полихроматора. И при каждом таком шаге отображается на ПЗС-матрице новый многополосный спектральный кадр, что вызывает послойный рост информационного параллелепипеда в направлении, перпендикулярном его торцевой плоскости (рис.1).

Результирующие монохроматические видеокадры, получаемые в процессе «пошагового» движения носителя, создаются из слоев, параллельных торцевой плоскости информационного параллелепипеда, путем изъятия из этих слоев одних и тех же вы-

бранных монохроматических строк. После изъятия из этих слоев соответствующих монохроматических строк, с целью получения любого итогового монохроматического видеокадра, адекватные горизонтальные монохроматические строки (адекватные спектральные каналы) последовательно как бы «сшиваются бок о бок». При этом пользователь, исходя из панхроматического изображения местности, может получить спектр любого объекта ландшафта, даже если этот объект находится на пределе пространственного и спектрального разрешений прибора (рис. 1).

Данная модель в виде информационного параллелепипеда позволила упростить разработку алгоритмов для аппаратно-программной обработки видеоинформации.

Таким образом, видеоспектрометры, разрабатываемые в НИГ «Косспектр» СПбГУ ИТМО, обеспечивают разложение в спектр узких протяженных участков земной поверхности, расположенных ортогонально трассе полета носителя и изображаемых проецирующим объективом во входной щели полихроматора. Движение носителя позволяет формировать полноразмерные монохроматические видеокадры в виде последовательности соответствующих монохроматических изображений узких полос на местности, распределенных непрерывно по маршруту аэросъемки поперек трассы полета носителя. При этом реализованные видеоспектрометры совместили в себе высокое пространственное разрешение, свойственное аэрофотоаппаратам, и высокое спектральное разрешение, присущее известным классическим спектральным приборам [2]. Оптическая схема одного из таких видеоспектрометров, успешно прошедших летные полевые испытания [3], представлена на рис. 2.

Рис. 2. Оптическая схема видеоспектрометра видимого и ближнего инфракрасного

(ВБИК) диапазона

В видеоспектрометре ВБИК диапазона (рис. 2) полихроматор, содержащий элементы 2-9, расположен за входным проецирующим объективом 1. Этот полихроматор состоит из входной щели, совмещенной с плосковыпуклой линзой 2, коллиматорного объектива - вогнутого сферического зеркала 3, плоской отражательной дифракционной решетки 5, вогнуто-выпуклого мениска 6, камерного объектива - вогнутого сферического зеркала 8 и составной выпукло-плоской линзы 9, выполненной из двух соединенных встык полулинз. Плоские зеркала 4, 7 введены в оптическую схему для уменьшения габаритов системы.

Оптическая схема полихроматора (рис. 2) имеет следующие особенности. Плосковыпуклая линза 2 компенсирует кривизну поля коллиматорного объектива 3 и одновременно выполняет функцию полевой линзы (коллектива). Кроме того, линза 2 обеспечивает совмещение изображения апертурной диафрагмы проецирующего объектива 1 с оправой плоской отражательной дифракционной решетки 5. Плоская поверхность линзы 2 содержит нанесенную на эту поверхность полевую диафрагму в виде узкой входной щели полихроматора и при этом совпадает как с задней фокальной плоскостью проецирующего объектива 1, так и с передней фокальной плоскостью коллиматорного объектива 3. Оправа дифракционной решетки 5 является выходным зрачком коллима-торного объектива 3 и одновременно входным зрачком камерного объектива 8. Мениск 6 исправляет сферохроматическую аберрацию одновременно у трех объективов - проецирующего 1, коллиматорного 3 и камерного 8. Составная выпукло-плоская линза 9, помимо устранения кривизны поля, выполняет фильтрацию высших дифракционных порядков за счет того, что она составлена из двух полулинз из цветных стекол ЖС-10 и ОС-14. Линза 9 крепится на защитное (входное) окно 10 ПЗС-матрицы 11.

При работе видеоспектрометра ВБИК диапазона (рис. 2) излучение от земной поверхности, пройдя после бленды 12 через проецирующий объектив 1, входную щель полихроматора, нанесенную на плоскую поверхность линзы 2, коллиматорный зеркальный объектив 3, плоское зеркало 4, плоскую дифракционную решетку 5, корригирующий мениск 6 и плоское зеркало 7, попадает на камерный зеркальный объектив 8. Этот объектив 8 строит в своей фокальной плоскости многополосный спектральный кадр из развернутых дифракционной решеткой монохроматических изображений, которые соответствуют вырезанной входной щелью узкой полосе на картине поверхности, отображаемой проецирующим объективом 1 в плоскости входной щели полихро-матора.

Полученный многополосный спектральный кадр считывается ПЗС-матрицей 11 через закрепленную на окне 10 составную выпукло-плоскую линзу 9. При этом монохроматические строки считываемого многополосного спектрального кадра полностью отвечают видеоспектральному изображению одного и того же узкополосного участка земной поверхности, но в разных спектральных интервалах. Каждая такая монохроматическая строка регистрируется соответствующей строкой ПЗС-матрицы и записывается отдельно в определенном месте запоминающего устройства, отведенном для данной рабочей длины волны.

При полете носителя с видеоспектрометром, т.е. при осуществлении сканирования по пространству, проекция входной щели полихроматора перемещается шаг за шагом по земной поверхности, что приводит к обновлению изображений в монохроматических строках. Это позволяет сформировать в запоминающем устройстве полноразмерные монохроматические видеокадры для каждой рабочей длины волны из складываемых (или, другими словами, «сшиваемых бок о бок») монохроматических строк, сообразно выбранной рабочей длине волны. При этом каждая из таких строк, «сшиваемых» по ее длинной стороне, отвечает очередному шагу при сканировании по пространству.

Из полученных монохроматических видеокадров с исследуемыми удаленными объектами пользователями осуществлялась дискретная выборка только тех, которые были необходимы для обнаружения, определения и изучения определенных свойств интересующих потребителя конкретных объектов.

Полевые летные экспериментальные работы [3] проводились на самолете АН-30. Этот тип самолета является целевым для проведения аэросъемочных работ. В фюзеляже самолета имелись фотолюки с оптическими стеклами, обеспечивающими герметичность кабины. Крепление оптического блока видеоспектрометра не вызвало трудностей. Установка прибора производилась к штатным местам крепления, предназначен-

ным для аэрофотосъемочной аппаратуры, как показано на рис. 3, где приведены также технические характеристики видеоспектрометра ВБИК диапазона.

Вариант установки видеоспектрометра в фотолюкс самолета Ан-30. Обозначения: 1 - стекло фотолюка; 2 - оптический блок вндеоспектрометра

Технические характеристики

Фокусное расстояние

входного объектива, мм 19,2

камерного объектива, мм 93,6 Эквивалентное фокусное

расстояние, мм 18,5

Относительное отверстие 1:4

Ширина входной щели, мм 0,1 Мгновенное поле зрения

входной щели, град 28,2 х 0,3 Мгновенный угол поля зрения

элемента ПЗС матрицы I мрад

Спектральный диапазон, мкм 0,5 - 1,0

Число спектральных каналов 70 Ширина спектрального канала, мк 0,01

Линейная дисперсия, мм/мкм 14 Габариты вндеоспектрометра, мм 350x300x100

Потребляемая мощность, Вт 30 Вес, кг 5

Рис. 3. Летный эксперимент с видеоспектрометром ВБИК диапазона

Полеты выполнялись в середине дня в условиях хорошей освещенности на высотах 600 м, 1000 м и 1500 м при наличии на отдельных маршрутах верхней кучевой облачности.

Для получения полноразмерных видеокадров реализован программно-аппаратный комплекс, включающий в себя четыре основных функциональных компонента:

• анализатор изображения - ПЗС-матрицу, выполняющую покадровое преобразование свет-сигнал изображения, формируемого на выходе полихроматора;

• плата видеозахвата, являющаяся контроллером ввода в оперативную память сигнального кадра, соответствующего анализируемому изображению;

• компьютер, в оперативной памяти которого происходит обработка информации;

• программы управления и обработки информации, образующие систему отображения и архивации информации видеоспектрометра.

Формирование полноразмерных видеокадров выполнялось в камеральных условиях после аппаратно-программной обработки видеоинформации по отдельным выбранным участкам с наилучшим качеством видеоспектральных изображений разнообразных ландшафтных ситуаций и визуально наблюдаемыми различиями спектральных характеристик ряда элементов ландшафта. Подбор таких участков проводился путем одновременного просмотра на экране монитора двух видеоспектральных изображений с привлечением результатов сопоставления их с данными видеосъемки и визуальных наблюдений.

На рис. 4 представлены некоторые итоги камеральной обработки, которые включают пример видеоспектральной аэросъемки участка прибрежного ландшафта и водной поверхности с тремя выбранными точками спектрометрирования, а также цифровую фотографию той же картины местности.

Рис. 4. Пример видеоспектральной аэросъемки водной поверхности и прибрежной зоны, выполненной с применением видеоспектрометра ВБИК диапазона

На рис. 4 показан участок береговой акватории вблизи промышленного предприятия. Небольшая дамба здесь отделяет сильно загрязненные взвешенными частицами водные пространства от более чистой части акватории. Последняя на изображениях всех спектральных каналов выделяется как очень темная часть картины, благодаря низкому коэффициенту отражения чистой воды. Загрязненные воды выглядят во всех спектральных каналах светлыми, так как взвеси отражают излучение во всех каналах почти одинаково, хотя наиболее четко два вида загрязненных вод разделяются в изображениях зеленых каналов. Из рис. 4 также видно, что цифровая фотография той же местности не способна передать детальное изображение картины со спектральными различиями отдельных ее фрагментов.

Большое значение для решения экологических задач первостепенной важности приобретает разработка и совершенствование видеоспектральной аппаратуры. Это связано с высокой эффективностью ее применения в случае, когда, например, необходим анализ загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу с дымовыми газами тепловых электростанций (ТЭС), теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и других аналогичных источников. Выбрасываемые в атмосферу вредные вещества при этом можно условно классифицировать на две группы. К первой относятся вещества, количество которых определяется в основном составом топлива (оксиды серы, летучая зола, токсичные примеси, содержащиеся в золе, соединения ванадия). Во вторую группу входят вещества, образование которых в значительной мере зависит от технологии, в том числе от режимов сжигания топлива (оксиды азота и углерода, канцерогенные вещества). Выявление источников таких выбросов и внедрение средств, контролирующих вредные вещества, особенно второй группы, позволяет достигнуть оптимальности режимов сжигания топлива, что приводит к его экономии при одновременном снижении вредных выбросов в атмосферу.

Повышенное внимание экологов привлечено в настоящее время к анализу загрязнения атмосферы долгоживущими радиоактивными продуктами, образующимися при

работе атомной промышленности и атомных электростанций (АЭС), что требует глобального видеоспектрального мониторинга концентрации радиоактивных изотопов в атмосфере, например, инертного газа криптона.

Дистанционное выявление выбросов вредных веществ конкретными трубами ТЭС, ТЭЦ и АЭС можно обеспечить только видеоспектральными методами и средствами, так как классические методы и средства всегда интегрируют спектральную картину подстилающей поверхности, сводя к нулю пространственное разрешение на ней. Это делает абсолютно невозможной привязку выполненного спектрального анализа к конкретному источнику загрязнений при использовании классических спектральных приборов и известных методов работы с ними.

Особое значение приобретают видеоспектральные исследования, выполняемые с учетом внутриландшафтных миграционных связей. При таких исследованиях обычно изучают миграцию вредных веществ из атмосферы на подстилающую (т. е. земную) поверхность, в системах почва - растение, почва - водоем.

Высокой результативностью отличается использование аэрокосмических видеоспектральных комплексов для контроля чрезвычайных ситуаций при наблюдении пострадавших районов с целью оценки последствий стихийных бедствий, катастроф, аварий, лесных пожаров и планирования мероприятий по ликвидации этих последствий. При этом во многих случаях информационный вклад аэрокосмических данных оказывается исключительно важным. Это относится, в особенности, к антропогенным бедствиям (аварии на нефте- и газопроводах, «залповые» выбросы загрязнений и т.д.), когда необходимо получение в реальном масштабе времени оперативной информации о процессах, происходящих нередко в труднодоступных районах.

При выполнении природно-ресурсных исследований и наблюдений аэрокосмические изображения подстилающей поверхности, полученные с помощью бортовой видеоспектральной аппаратуры в разных интервалах электромагнитного спектра, служат новым эффективным средством познания строения земной коры.

Видеоспектральная съемка со спутниковых и подспутниковых высот позволяет лучше видеть и понять структуру земной коры, что очень важно для правильной постановки геологами поисковых работ. В этой связи, зная, что месторождение попадает в зону разлома или конкретно - в зону куполовидного поднятия, отчетливо видимого на видеоспектральных изображениях, экономически целесообразно организовать работы по поиску полезных ископаемых не по всему прилегающему району, а строго вдоль простирания этой зоны.

Основой познания строения земной коры того или иного района была и продолжает оставаться геологическая съемка все более крупного масштаба, т.е. подробное картирование площадей, на которых выделяются выходы на поверхность горных пород разного возраста и разного состава. Поэтому становится понятной особая роль, которая отводится результатам съемки (особенно труднодоступных районов) с борта атмосферных или внеатмосферных носителей.

Широкие возможности видеоспектрометрии привели к необходимости разработки новой технологии, объединяющей итоговую видеоспектральную и компьютерную картографию и системы управления базами данных. Применение этой перспективной технологии дает основание прогнозировать создание многослойных электронных видеоспектральных карт, опорный слой которых описывает базовое состояние природных и антропогенных объектов, а каждый из последующих слоев выявляет один из частных аспектов или процессов, интересующих потребителя при получении оперативной экологической, гидрометеорологической и природно-ресурсной информации.

В полной мере позитивные свойства видеоспектральной аппаратуры бортового базирования (на атмосферных или внеатмосферных носителях) раскрываются при выполнении геолого-поисковых исследований в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне элек-

тромагнитного спектра с целью прогнозирования геологоразведочных работ и создания на их основе расширенных баз данных. К сожалению, в России в настоящее время это самый малоизученный геологами спектральный диапазон. Вместе с тем, анализ зарубежных публикаций показывает, что в последние годы особое место в открытой научно-технической литературе отводится результатам наблюдений в ультрафиолете как весьма перспективном для геологии спектральном диапазоне. Однако объем таких публикаций по тематике применения в геологии УФ видеоспектрометрии крайне незначителен [4].

Важнейшим из условий грамотного проектирования оптико-электронной системы бортового УФ видеоспектрометра является правильный выбор оптических схем объективов, входящих в состав такой аппаратуры. Критерием правильности выбора оптических схем является сочетание достаточно хорошего качества получаемого спектрального изображения с возможно большей простотой прибора в целом.

Развитие бортовой оптической аппаратуры и в особенности космической видеоспектральной аппаратуры УФ диапазона тесно связано с разработкой зеркально-линзовых систем. Для приборов космического базирования требования минимальных габаритов и веса вынуждают применять компактные зеркально-линзовые системы со светосильными зеркальными и линзовыми элементами, работающими со значительными углами падения лучей, что потребовало разработки специфической методики их расчета. Зеркально-линзовые объективы, рассчитанные по такой методике, обладают улучшенными изобразительными и измерительными свойствами, что является фактором, гарантирующим повышение технико-экономической эффективности бортовой видеоспектральной аппаратуры.

В обобщенном плане следует отметить, что главным требованием, которому должен удовлетворять любой зеркально-линзовый объектив видеоспектрометра, является достаточно совершенная коррекция не только монохроматических аберраций, но и особенно аберраций хроматических, причем в УФ спектральной области, более широкой по сравнению с обычными ахроматами или апохроматами. Все указанные обстоятельства чрезвычайно затрудняют выбор оптических сред, которые должны обладать одновременно высоким пропусканием в широкой УФ области спектра и хорошими физико-химическими свойствами. Наличие сравнительно малого числа таких сред предопределило характер последних исследований в НИГ «Косспектр» СПбГУ ИТМО, направленных на создание оптимальных оптических композиций зеркально-линзовых систем, в которых применяются линзовые компоненты из материалов, прозрачных в ультрафиолетовой области спектра, и весьма ограниченной номенклатуры.

В работе над оптико-электронной системой УФ видеоспектрометра в НИГ «Кос-спектр» СПбГУ ИТМО привлекались современные методы технического проектирования, основанные на использовании новых знаний: метод машинного моделирования, примененный к входной фокусирующей оптике и к оптике спектральной части прибора (как к объектам автоматизированного проектирования), а также математические методы обработки модели оптической системы в целом.

Эти методы обеспечили:

• высокое качество выходных монохроматических изображений вследствие компенсации большинства имеющихся аберраций посредством специальных корригирующих приемов;

• повышенную надежность аппаратуры из-за внедрения перспективных конструкторских решений и технологий при разработке главных оптических и оптико-механических узлов прибора.

Реализованная в НИГ «Косспектр» СПбГУ ИТМО комплексная видеоспектральная система, состоящая из видеоспектрометра ВБИК диапазона, УФ видеоспектрометра и специального УФ телевизионного модуля, представлена на рис. 5.

Рис. 5. Внешний вид комплексной видеоспектральной системы, реализованной в НИГ «Косспектр» СПбГУ ИТМО.

Входящий в состав комплексной видеоспектральной системы УФ видеоспектрометр, обладает следующими техническими параметрами и характеристиками:

- рабочий спектральный диапазон: ультрафиолетовая область от 200 нм до 350 нм;

- относительное отверстие прибора, характеризующее его светосилу: 1 : 2,5;

- мгновенное поле зрения, определяющее пространственное разрешение: не более 1 угловой минуты;

- спектральное разрешение: не хуже 2 нм;

- угловое поле, определяющее протяженность полосы обзора: не менее 8 угловых градусов;

- приемники излучения - высокочувствительные гибридные телевизионные приборы ультрафиолетового диапазона (типа УПЗС - 023).

Лабораторные испытания подтвердили значения расчетных параметров разработанной в СПбГИТМО (ТУ) комплексной видеоспектральной системы и высокое качество видеоспектральных изображений, формируемых этим прибором.

Литература

1. Гуд В.В., Красавцев В.М., Сандаков А.Н., Чиков К Н. Видеоспектрометрические космические комплексы для исследования Земли и планет Солнечной системы. // Оптический журнал. 1995. № 8.

2. Чиков К.Н., Гуд В.В., Красавцев В М., Сандаков А.Н. Видеоспектрометры для экологического мониторинга. // Известия вузов. Приборостроение. 1998. Т.41. № 3.

3. Батян П.В., Гуд ВВ., Коняхин И.А., Красавцев В.М., Чиков КН., Груздев В.Н., Шилин Б.В. Опыт использования видеоспектрометра ИТМО в натурных условиях. // Известия вузов. Приборостроение. 2002. Т. 45. № 2.

4. Чиков К.Н., Панков Э.Д., Порфирьев Л.Ф., Гуд В.В., Красавцев В.М., Тимофеев А.Н. Особенности построения бортовых оптико-электронных систем спектрального мониторинга. // Известия вузов. Приборостроение. 2004. Т. 47. № 9.