CC BY
207
УДК 528.8 : 681.7
ДИСПЕРСИОННЫЕ ВИДЕОСПЕКТРОМЕТРЫ ДЛЯ ЗАДАЧ ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНОГО ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
Георгий Георгиевич Горбунов
АО «Государственный оптический институт имени С. И. Вавилова», 199053, Россия, г. Санкт-Петербург, Кадетская линия В. О., 5, доктор технических наук, главный научный сотрудник, тел. (812)269-24-94, e-mail: gggorbunov@mail.ru
Константин Никитич Чиков
Университет ИТМО, 197101, Россия, г. Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49, кандидат технических наук, доцент кафедры проектирования и безопасности компьютерных систем, тел. (812)232-14-01, e-mail: otzi@mail.ifmo.ru
Виктор Брунович Шлишевский
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор технических наук, профессор кафедры наносистем и оп-тотехники, тел. (383)343-91-11, e-mail: kaf.nio@ssga.ru
Рассматриваются основы и специфические особенности схемных построений дисперсионных видеоспектрометров с матричными фотоприемниками, предназначенных для решения различных задач дистанционного зондирования. Анализируется принципиальная схема зондирования путем построчного сканирования местности (объектов) вдоль курса за счет движения носителя (режим «pushbroom»). Устанавливаются взаимосвязи геометрооптиче-ских и спектральных характеристик аппаратуры. Обсуждается вопрос о выборе оптимальной оптической системы, позволяющей при небольших габаритах гарантированно реализовать требуемые параметры по светосиле и разрешающей способности. На примере базовой зеркально-линзовой схемы с осевыми сферическими компонентами излагается концепция расчета оптики дисперсионных видеоспектрометров, основанная на строгой взаимной коррекции аберраций проецирующей и спектральной частей в процессе сквозного «прогона» лучей через всю оптическую систему. Дается описание и приводятся технические параметры лучших образцов зарубежной и отечественной аппаратуры.
Ключевые слова: дисперсия, дистанционное зондирование, космос, матричный приемник излучения, оптико-электронная система, полихроматор, самолетные и спутниковые видеоспектрометры, система наблюдения Земли, технические характеристики.
DISPERSIVE IMAGING SPECTROMETERS OF REMOTE SENSING
George G. Gorbunov
Federal State Unitary Enterprise Scientific and Industrial Corporation «Vavilov State Optical Institute», 199053, Russia, Saint Petersburg, 5 Kadetskaja line V.O., D. Sc., Chief Researcher, tel. (812)269-24-94, e-mail: gggorbunov@mail.ru
Konstantin N. Tchikov
ITMO University, 197101, Russia, Saint Petersburg, 49 Kronverksky Pr., Associate professor of Department Computer Systems Design and Security, tel. (812)232-14-01, e-mail: otzi@mail.ifmo.ru
Viktor B. Shlishevsky
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., D. Sc., Professor of Department Nanosystems and Optical Devices, tel. (383)343-91-11, e-mail: kaf.nio@ssga.ru
The article considers the basic and specific peculiarities of schemes of dispersive imaging spectrometers with photodetector arrays, meant for solving various remote sensing tasks. The sensing scheme is analyzed by means of line-by-line scanning of area (objects) along the course from moving carrier ("pushbroom" mode). The article establishes the interrelations of geometrooptic and spectral characteristics of equipment, discusses the question of choosing the most efficient optic system, guaranteeing, while not having big dimensions, the realization of the required luminosity and resolution parameters. The conception of dispersive imaging spectrometer optic calculation is shown on the example of basic mirror-lens scheme with axial spherical components. The conception is based on strong cross correlation of aberrations of projecting and spectral parts during the passing of rays through the entire optic system. There is also the description and technical specifications of the best foreign and domestic samples of equipment.
Key words: dispersion, remote sensing, space, matrix radiation receiver, electro-optic system, polychromator, airborne and satellite imaging spectrometers, Earth observing system, specifications.
В последние десятилетия в мировой практике дистанционного зондирования (ДЗ) все большее развитие получают методы и приборы мульти- и гиперспектральной видеоспектрометрии (Imaging Spectrometry) [1-7]. Компактные, светосильные и высокоскоростные видеоспектрометры (ВС) с матричными фотоприемниками (МФП) обеспечивают детальную поэлементную регистрацию как структуры, так и спектров изучаемых объектов, в том числе скрытых различными средствами естественной и искусственной маскировки на фоне Земли и/или околоземного пространства1.
По типу блока спектральной селекции ВС разделяются на дисперсионные и интерференционные [4]. В дисперсионных ВС для разложения излучения на спектральные составляющие используется классический щелевой полихрома-тор (спектрограф), в интерференционных - динамический или статический фурье-спектрометр.
В рамках настоящей статьи ограничимся рассмотрением основ и специфики схемных построений бортовых дисперсионных ВС ДЗ. По своему устройству они во многом схожи с пространственно-спектральными (гиперспектральными) сканерами [11-13], однако кардинальное различие обоих типов приборов состоит в том, что в сканерах спектральная картина фокусируется на линейчатый фотоприемник (или несколько таких приемников), а в ВС - на матричный. Последнее обстоятельство позволяет исключить из конструкции громоздкий сканирующий оптико-механический блок и существенно снизить требования (в части широкоугольности и аберрационной коррекции) к входной оптике.
1 Первоначально большие надежды здесь возлагались на адамар-спектрометры (Hadamard Transform Spectrometers) с одноэлементными фотоприемниками [8-10], но сегодня они практически полностью вышли из употребления.
В результате, по сравнению со сканерными системами дисперсионные ВС обладают рядом преимуществ, а именно:
- более высокой энергетической чувствительностью (вследствие интегрирования сигнала каждым пикселом МФП в течение всего периода строки);
- как правило, лучшим спектральным разрешением;
- повышенной устойчивостью к внешним воздействиям (за счет статического состояния всех элементов, систем и блоков в процессе работы);
- меньшими габаритами, массой и энергопотреблением.
Вместе с тем, отказ от сканирования обусловливает и их основные недостатки - ограниченный угол поля зрения (обычно до 40°) и, соответственно, малую ширину полосы обзора (совпадающую в данном случае с полосой захвата).
На рис. 1 приведена принципиальная схема дисперсионного ВС, состоящего из входного проецирующего объектива (аналога аэрофотообъектива), поли-хроматора и МФП. Полихроматор включает входную щель, коллиматорный объектив, призменную или дифракционную диспергирующую систему (диспергирующий элемент) с одномерной угловой спектральной разверткой2 по длинам волн X и камерный (фокусирующий) объектив. МФП из N строк и М столбцов фоточувствительных элементов (пикселов) размещается в плоскости спектра, причем так, что его строки параллельны входной щели.
Рис. 1. Принципиальная схема дисперсионного ВС (меридиональное сечение):
01 - коллиматорный объектив; ДС - диспергирующая система;
02 - камерный объектив; МФП - матричный фотоприемник
Входная проецирующая оптика строит изображение исследуемой сцены в неразложенном свете в плоскости щели полихроматора, которая при установке ВС на носителе (и решении тех или иных задач ДЗ) ориентируется своей длинной стороной (высотой) строго поперек трассы полетов (одномерное поле
2 С системами на основе дифракционных (гибридных) оптических элементов с продольной дисперсией [14, 15], действующими по принципу фокальных монохроматоров [16], пока не получено сколько-нибудь значимых результатов.
зрения в пространстве предметов). Тогда на выходе полихроматора формируется континуум монохроматических изображений щели в виде многополосного спектрального кадра, каждая монохроматическая (точнее, квазимонохроматическая) полоса которого совпадает со строкой (или с несколькими строками -при их бинировании) фотоприемника. Следовательно, сколько строк в МФП -столько, в пределе, можно зарегистрировать монохроматических узкополосных изображений участка местности, над которой пролетает носитель. Иначе говоря, максимально достижимое число N разноспектральных каналов в дисперсионном ВС без дополнительного разбиения и перенастройки его рабочего спектрального диапазона АХ равно числу N строк используемого МФП.
Как известно [17, 18], разрешающая способность (разрешающая сила) спектрально-селективных устройств характеризуется безразмерной величиной Я = Х/5Х, где 5Х - спектральный предел разрешения (спектральное разрешение), причем в «идеальном» щелевом дисперсионном спектральном приборе, когда все искажающие факторы отсутствуют, величина 5Х есть интервал длин волн, соответствующий ширине идеального геометрического изображения щели, -так называемая спектральная ширина щели. Очевидно, что применительно к рассматриваемым многоканальным системам параметр 5Х в таком случае будет представлять собой спектральную ширину одного отдельно взятого канала. Поэтому для предварительных оценок вполне допустимо принять, что
лг АХ Я ЛХ М « — « — АХ.
На рис. 2 показана обобщенная схема ДЗ с использованием дисперсионного ВС. Щель полихроматора, оптически сопряженная с земной поверхностью, своей высотой задает протяженность Ьу полосы захвата и пространственное разрешение 5у вдоль нее (причем (5у)т^ = ЬуМ), а шириной - пространственное разрешение 5х вдоль трассы полета и спектральную ширину каналов 5Х. В процессе измерений ее проекция на местности перемещается на манер широкого бульдозерного ножа по поверхности исследуемого объекта, осуществляя построчное сканирование вдоль курса за счет движения носителя в так называемом режиме «ршЬЬгоот» [19], и изображения в монохроматических строках постоянно обновляются. Запоминающее устройство, входящее в состав видеоспектральной аппаратуры, последовательно «сшивает» строки «бок о бок», преобразуя их в полноформатные монохроматические видеокадры для каждой отдельной рабочей длины волны излучения. В результате формируется так называемый «информационный параллелепипед» (или, по-другому, «куб данных», «гиперкуб») из двух пространственных (х, у) и одной спектральной (Х) координат [20, 21], несущий об исследуемых объектах максимум сведений. На торце параллелепипеда отображается многополосный спектральный кадр как результат разложения в спектр (от ХтАп до Хтах в пределах АХ) изображения участка местности в виде узкой полосы 5х х Ьу, «вырезаемой» входной щелью по-
лихроматора. Каждая строка считываемого кадра соответствует узкоспектральному изображению указанной полосы, а вертикальная координата характеризует «спектральный образ» элемента анализируемой (земной) поверхности в пределах мгновенного поля зрения прибора. В течение всего времени съемки происходит непрерывная смена видеокадров, что вызывает послойный рост информационного параллелепипеда в направлении, перпендикулярном его торцевой плоскости.
Разноспектральные
МФП Спектральное изображение поля обзора
Рис. 2. Общая схема ДЗ с использованием дисперсионного ВС (съем информации в режиме «pushbroom»)
Поскольку гиперспектральные данные иногда могут оказываться высоко избыточными, чрезвычайную актуальность приобретают методы их сжатия в масштабе от 10 : 1 до 100 : 1. Максимальный объем информации во многих случаях не обязателен, так как различные задачи требуют различного количества спектральных и пространственных сведений: для некоторых нужны подробные спектры, но только для отдельных выбранных областей и фрагментов сцены, для других, наоборот, важно охватить конфигурацию объекта целиком, но только для определенных длин волн. Имея же в своем распоряжении полный массив данных (комплект «спектральных портретов») в виде информационного параллелепипеда, потребитель всегда может осуществить дискретную выборку только тех из них, которые необходимы ему для решения каждой конкретно стоящей задачи.
Приступая к проектированию ВС, к тому же в бортовом исполнении, разработчик, как правило, имеет дело лишь с одним или, в лучшем случае, с несколькими подходящими конкретными приемниками излучения3. Если а и И -ширина и высота единичного пиксела (ширина столбцов и высота строк) используемого МФП, /х, / и /2 - фокусные расстояния входного, коллиматор-ного и камерного объективов, а Н - высота полета (причем для аэрокосмического ДЗ фактически Н = да), то по законам геометрической оптики в первом приближении можно считать, что
Н ©
Ьу = —р- аМ = 2 и Ьх = 5х = Н (50 х)« Ьу
/экв 2
при
f' =
./экв
fBx f2 fi
Вместе с тем, если к^ > 1 и км > 1 - кратности бинирования строк и столбцов МФП, то = №км,
Sx = H k'N h , Sx xSy = H
x кма
и SX = ^ = fr§x,
fL г f/кв ^ г ) fD fDH
где Г = f(X) - неизбежно присутствующее меридиональное увеличение диспергирующей системы [17], D = fX) - ее угловая дисперсия.
Величины H и (5x x 5y) всегда являются исходными параметрами (чаще они выражаются через мгновенные поля зрения 5©x = 5x/H и 5©y = 5y/H), и возможность достижения требуемой спектральной ширины каналов зависит только от отношения fx/fi и правильности выбора и расчета диспергирующей системы полихроматора.
3 Особенности применения МФП в бортовых ВС рассмотрены, например, в [22].
91
Особо подчеркнем здесь два обстоятельства:
1) хотя за счет бинирования строк и столбцов МФП пространственное и спектральное разрешения ВС снижаются пропорционально коэффициентам к^ и км, но зато воспринимаемый каждой объединенной (к^к х км а)-фоточувстви-
тельной ячейкой поток сплошного спектра возрастает практически в к^км раз;
2) в данном случае мгновенные поля зрения (5©х х 50у) и (502х х всего ВС в целом и фокусирующего объектива его полихроматора связаны между собой соотношением
50хх 80у -
X у я г
^в:
Я ( кМ502,х к 50
1 ' х км502,у
вх
Г
следовательно, при фиксированном расстоянии Я2 (ограниченном либо по конструктивным соображениям, либо максимальным углом 2иМфП поля зрения МФП) множитель ЯЦ Ях выступает в роли дополнительного «резерва» улучшения геометрооптического разрешения прибора. Одновременно угол 2«мфП определяет максимально достижимую светосилу ВС, ограничивая возможный диаметр dшax осевого параллельного пучка в полихроматоре и соответствующий диаметр dвх входного проецирующего объектива:
^шах = 2Я2 ^мМФП и dвх = 2Яэкв *8мМФП .
В табл. 1 представлена сводка некоторых хорошо зарекомендовавших себя зарубежных дисперсионных ВС [23, 24].
Российские успехи заметно скромнее, хотя значимость работ, связанных с использованием подобных приборов, отражена в принятой в 2006 г. «Концепции развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года» [25], где в качестве одной из тенденций развития космических технологий зондирования названо «... появление и расширение областей применения сверхмного-спектральных съемок (видеоспектрометрических, гиперспектральных) с числом каналов 256 и более».
Начало отечественных исследований в области видеоспектрометрии с МФП относится к 1981 г., когда к разработке ВС приступила специально созданная научно-исследовательская группа «Косспектр» Ленинградского института точной механики и оптики (ЛИТМО4). Одним из первых встал вопрос о выборе оптимальной оптической системы прибора, позволяющей при небольших габаритах гарантированно реализовать требуемые параметры по светосиле и разрешающей способности, но, в то же время, допускающей известную вариатив-
4 В настоящее время - федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики» (Университет ИТМО).
ность построения в зависимости от конкретной решаемой задачи. В связи с этим была разработана новая концепция расчета оптики дисперсионных ВС, основанная на строгой взаимной коррекции аберраций их проецирующей и спектральной частей в процессе сквозного «прогона» лучей через всю оптическую систему [26, 27].
Таблица 1
Некоторые зарубежные дисперсионные ВС и их параметры
Наименование ВС AX, мкм Nx Производитель
AIS-1 (Airborne Imaging Spectrometer) AIS-2 0,9-2,1 и 1,2-2,4; 0,8-1,6 и 1,2-2,4 128 NASA, JPL
AISA (Airborne Imaging Spectrometer for Applications) 0,45-0,90 286 Spectral Imaging Ltd.
AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer) 0,40-2,45 224 NASA, JPL
CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager) 0,43-0,87 288 Itres Research
CIS (Chinese Imaging Spectrometer) 0,4-12,5 91 Shanghai Institute of Technical Physics
DAIS 21115 (Digital Airborne Imaging Spectrometer) DAIS 3715 DAIS 7915 0,4-12,0 211 37 79 GER Corp.
GERIS (Geophysical and Environmental Research Imaging Spectrometer) 0,4-2,5 63
HIRIS (High Resolution Imaging Spectrometer) 0,4-2,5 192 NASA
MAIS (Modular Airborne Imaging Spectrometer) 0,44-11,8 71 Shanghai Institute of Technical Physics
MAS (MODIS Airborne Simulator) 0,53-14,5 50 Daedalus Enterprise Inc.
MIVIS (Multispectral Infrared and Visible Imaging Spectrometer) 0,43-12,7 102 Daedalus Enterprise Inc.
MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer) 0,415-14,24 36 NASA
ROSIS (Reflective Optics System Imaging Spectrometer) 0,45-0,85 128 DLR, GKSS, MBB
TRWIS III (TRW Imaging Spectrometer) 0,3-2,5 384 TRW Inc.
WIS (Wedge Imaging Spectrometer) 0,4-2,5 170 Hughes St. Barbara Research Center
Как известно [28], улучшение изобразительных свойств объективов (повышение резкости изображения) достигается путем уменьшения астигматизма, кривизны поля и аберраций широких наклонных (внеосевых) пучков, а повышение их измерительных свойств - уменьшением дисторсии и хроматизма. При разработке оптических систем ВС трудности возникают, прежде всего, при исправлении кривизны поля, аберраций широких наклонных пучков (особенно в сагиттальной плоскости) и хроматизма, причем коррекция хроматических аберраций должна проводиться в более широком интервале длин волн по сравнению с обычными ахроматами или апохроматами. Выполнение последнего требования позволяет преодолеть проблемы, связанные с реализацией ВС, функционирование которых определяется протяженной спектральной областью работы АХ, а аппаратурная компоновка не допускает ее разбиения на отдельные поддиапазоны АХ;. и последующую перефокусировку оптики при переходе от одного такого поддиапазона к другому.
Необходимо также иметь в виду, что оптические элементы приборов, устанавливаемых на космических аппаратах, предназначенных для полетов в радиационном поясе Земли, должны быть радиационно устойчивыми, т. е. не подверженными потемнению (или мало темнеющими) и разрушению под воздействием ионизирующей радиации. Данное обстоятельство ограничивает и чрезвычайно усложняет выбор прозрачных оптических материалов и зеркальных покрытий, которые должны обладать одновременно и высоким пропусканием (отражением), и хорошими физико-химическими свойствами, и достаточной радиационной стойкостью.
Для аэрокосмической аппаратуры требования минимизации массогабарит-ных параметров часто вынуждают применять компактные зеркально-линзовые системы со светосильными зеркальными элементами, работающими со значительными углами падения лучей. На наш взгляд, при расчетах и оптимизации параметров таких объективов за базу удобно принимать концентрические оптические системы со сферическими поверхностями, свободные от большинства элементарных аберраций (в частности, от комы, астигматизма и дисторсии); тогда и остаточные аберрации могут быть довольно эффективно исправлены [29]. Например, ^-образный ход кривой сферической аберрации обеспечивает ее минимизацию, кривизна поверхности изображения исправляется известными способами, а хроматизм можно скорректировать, выполняя в определенной степени условие инвариантности эквивалентного заднего фокусного расстояния объектива от показателя преломления материала линзовых компонентов.
Перечисленные особенности были учтены в разработанной и принятой за базовую зеркально-линзовой схеме ВС с осевой сферической оптикой (рис. 3). Схема достаточно проста и технологична, а по качеству формируемого изображения, как показали сравнительные расчеты, вполне конкурентоспособна с системами, использующими трудоемкие в изготовлении и дорогостоящие асферические компоненты.
Рис. 3. Базовая зеркально-линзовая схема ВС ЛИТМО (Университета ИТМО): Овх - входной проецирующий объектив; Щ - входная щель полихроматора; З1 и З2 -плоские зеркала с отверстиями; О1 и О2 - коллиматорный и фокусирующий объективы полихроматора; ДР - дифракционная решетка (плоская отражательная); КМ - компенсационный мениск; ЛС - линза Смита; МФП - матричный фотоприемник
В приведенной на рис. 3 конкретной компоновке входные компоненты схемы образуют концентрическую телескопическую систему с угловым (и видимым) увеличением, равным единице, и включают в себя проецирующий объектив Овх из выпуклого и вогнутого зеркал (обращенная система Кассегрена [17])
и коллиматорный объектив полихроматора О1 в виде вогнутого зеркала с тем же фокусным расстоянием. Такая система лишена комы и астигматизма, ее сферическая аберрация минимизирована, а кривизна поля компенсируется расположением апертурной диафрагмы прибора (оправы плоской отражательной дифракционной решетки) в общем центре кривизны трех вышеуказанных зеркал [26]. Входная щель полихроматора находится внутри телескопической системы в совмещенной фокальной плоскости проецирующего и коллиматорного объективов. Компенсационный мениск в значительной мере устраняет сферическую аберрацию как телескопической системы, так и камерного объектива. Соответствующие радиусы сферических поверхностей мениска, его малая толщина и местоположение после дифракционной решетки обеспечивают минимальную величину сферохроматической аберрации. Кривизна поля на выходе прибора исправляется линзой Смита, устанавливаемой в непосредственной близости к спектральным изображениям, формируемым на МФП. Она же, по-
мимо устранения кривизны поля, выполняет дополнительную функцию - срезает мешающие дифракционные порядки решетки за счет того, что составлена из двух склеенных встык (в направлении дисперсии) полулинз-фильтров (например, цветных стекол). Плоские зеркала З1 и З2 с центральными отверстиями обеспечивают осевой ход световых пучков и уменьшают габариты оптической системы полихроматора.
В табл. 2 представлены характеристики ВС, построенных на основе данной схемы, и некоторых ее незначительно видоизмененных вариантов.
Таблица 2
Основные технические характеристики ВС ЛИТМО (Университета ИТМО)
Рабочие параметры Тип ВС
«Опал» «Фрегат» ВБИК-Ш ВБИК-У «Бурелом»
Спектральный диапазон работы, нм 400-1100 400-1100 500-1000 500-1100 200-350
Число внутренних поддиапазонов 24 14 14 24 32
Количество спектральных каналов 288 288 70 288 290
Спектральное разрешение, нм -2,0 -2,0 -7,0 -1,7 -1,8
Фокусное расстояние входного объектива, мм 98,8 19,2 19,2 100,0 98,0
Относительное отверстие 1 : 2,5 1 : 4 1 : 4 1 : 4 1 : 2,5
Поле зрения по полосе захвата 5°30' 28°12' 28°12' 5°30' 8°
Мгновенное поле зрения, мрад 0,2 х 0,2 1,5 х 1,5 1,0 х 1,0 1,0 х 1,0 0,2 х 0,2
Бортовой приборный комплекс «Опал» создавался по заказу Института космических исследований (ИКИ) АН СССР. Его целевое назначение - изучение оптических характеристик природных образований, в частности, спектральных коэффициентов отражения (в том числе, спектрального коэффициента яркости), поглощения и излучения с учетом степени и параметров их поляризующего действия. Как значимый результат рассматривалось определение спектральных различий трех основных классов объектов, излучения от которых было целесообразно регистрировать в области 400-1100 нм, т. е. в области спектральной чувствительности кремниевых МФП. К первому классу были от-
несены объекты неживой природы на суше (горы, пустыни, почвы и т. д.), ко второму - растительный покров, к третьему - естественные акватории (реки, озера, моря и океаны). В качестве МФП использовалась ПЗС-матрица «Калимантан» (изготовитель НПО «Электрон»), а линза Смита склеивалась из цветных стекол ЖС10 и ОС14.
Аппаратура выдержала необходимые летно-космические испытания и успешно отработала во всех запланированных экспериментах.
Видеоспектральный комплекс «Фрегат» [30] разработан по заказу ИКИ АН СССР для международного проекта «Фобос». Одной из основных задач, решаемых в рамках данного проекта, являлось сближение космического аппарата (КА) со спутником Марса Фобосом для исследования его методами ДЗ с высоты около 50 м. При этом назначение видеоспектрального комплекса состояло в следующем:
- исследование ландшафта, геологического строения и физико-химических свойств поверхности Фобоса с целью изучения его состояния и механизмов, формирующих его природу;
- изучение спектральной отражательной способности поверхности Фобоса;
- картографическое обеспечение дальнейших исследований Фобоса с борта КА;
- спектрометрирование поверхности Марса.
Общая схема полихроматора ВС сохранила базовую компоновку, а проецирующий зеркальный объектив заменен на чисто линзовый с меньшими габаритами (рис. 4). Кроме того, в состав полихроматора введена плосковыпуклая линза-щель, которая компенсирует кривизну поля коллиматорного зеркала О1 и одновременно выполняет функцию полевой линзы (коллектива), перенося изображение апертурной диафрагмы объектива Овх в плоскость штрихов дифракционной решетки. Первая по ходу лучей (плоская) поверхность линзы совпадает с совмещенными фокальными плоскостями объективов Овх и О1; на нее же нанесено светонепроницаемое покрытие с узкой прозрачной полоской, играющей роль входной щели полихроматора.
Рис. 4. Входная оптика ВС «Фрегат»: Овх - входной проецирующий объектив; Л-Щ - линза-щель; З1 - плоское зеркало с отверстием; О1 - коллиматорный объектив полихроматора
Приемником излучения служит модифицированная ПЗС-матрица «Калимантан-Комета» (6,9 х 9,2 мм, a х h = 18 х 24 мкм).
Для осуществления панорамной съемки Марса и Фобоса, а также ряда навигационных маневров КА при подлете к Марсу и Фобосу, ВС доукомплектован тремя телевизионными камерами, работающими в спектральных диапазонах 500-600, 600-700 и 700-1 000 нм.
В эксперименте по исследованию Фобоса был решен ряд навигационных задач по уточнению параметров движения КА, а также по его наведению на Фобос. На начальных этапах научной программы получены высококачественные снимки Марса и Фобоса с различных расстояний [31, 32]. Заметим, что американский специализированный ВС «CRISM» («Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars») [33, 34] был подготовлен и запущен к Марсу (по программе NASA Mars Reconnaissance Orbiter) только в 2005 г. [35].
Неудача с межпланетной экспедицией 1988-89 гг. двух КА «Фобос-1» и «Фобос-2» не повлияла на позитивную оценку работы на борту обоих КА видеоспектральной аппаратуры. Впоследствии ее аналог под названием «Видеоспектрометр видимого и ближнего инфракрасного диапазонов» (ВБИК) в двух модификациях - широкоугольной (ВБИК-Ш) и узкоугольной (ВБИК-У) - эффективно проявил себя при проведении разнообразных исследований с подспутниковых высот [20, 21, 36-45].
Для решения различных задач в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне спектра, где также могут наблюдаться высокие контрасты спектральных коэффициентов яркости [46, 47], в 2002-04 гг. разработан ВС двойного назначения «Бурелом» [36, 48-50] с высокочувствительной гибридной телевизионной фотоприемной камерой УПЗС-023 на основе электронно-оптического преобразователя инверторного типа с входным окном из MgF2 (или увиолевого стекла УТ-49), солнечно-слепым фотокатодом (CsTe), волоконно-оптической пластиной на выходе, микроканальной пластиной в качестве усилителя яркости и экраном желто-зеленого свечения. Компоновка его оптической системы повторяет компоновку ВС «Опал».
В начале 2000-х гг. ряд простейших видеоспектральных устройств (преимущественно, призменных с линзовой проектирующей оптикой) был создан в ЗАО НТЦ «Реагент» [51-58]. В качестве примера приведем основные технические характеристики бортового гиперспектрометра, позиционируемого как прибора с высоким пространственным разрешением [56]:
рабочий спектральный диапазон 450-800 нм
количество разноспектральных каналов не менее 250
поле зрения спектрометра 15 х 15°
пространственное разрешение не хуже 1 мрад
поле зрения видеоканала 30 х 30°
размерность МФП 1 390 х 1 040
максимальная скорость записи данных 30 fps
сетевой интерфейс 1 GBEthernet
напряжение питания 8-30 В
потребляемый ток 240-1 240 мА
потребляемая мощность 7-12 Вт
В 2011-13 гг. в НТЦ была разработана и выпущена опытная серия гиперспектральных модулей УФ-ВИД, ВИД-ИК1, ВИД-ИК2 и ВИД-ИК3 [58]. Модули отличаются по рабочему спектральному диапазону и величине угла поля зрения (за счет разного фокусного расстояния объективов), что позволяет оптимизировать их выбор в зависимости от комплекса решаемых задач. Кроме того, модуль ВИД-ИК1 снабжен системой термостабилизации, из-за чего его масса увеличилась до 11 кг. Все модули снабжены компактной системой обработки и хранения информации в реальном времени, совместимой с бортовыми системами навигации и передачи данных по каналам связи. Рабочие параметры модулей указаны в табл. 3, а их внешний вид показан на рис. 5.
Таблица 3
Гиперспектральные модули ЗАО НТЦ «Реагент»
Основные характеристики Тип модуля
УФ-ВИД ВИД-ИК1 ВИД-ИК2 ВИД-ИК3
Рабочий спектральный диапазон, нм 350-550 450-1 000 450-900 400-1 000
Число рабочих каналов до 500
Поле зрения, град 60 60 20 35
Разрешение на местности с высоты 1 км, м от 0,3
Частота кадров, Гц до 70
Габариты, мм 590x310x102 575x315x135 400x180x80 425x230x84
Масса, кг 6,6 11,0 1,95 3,2
Рис. 5. Призменные видеоспектральные модули ЗАО НТЦ «Реагент»: 1 - УФ-ВИД; 2 - ВИД-ИК1 (с термостабилизацией); 3 - ВИД-ИК2; 4 - ВИД-ИК3
Безусловным знаковым достижением последних лет является подключение к работам по созданию и освоению бортовой гиперспектральной, в том числе видеоспектрометрической [59-62], аппаратуры ФНПЦ ОАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева». Первый такой проект - экспериментальный образец ВС «Сокол-ГЦП» для использования в составе авиационно-технического комплекса ФГУП «Госцентр "Природа"» в рамках Федеральной целевой программы «Комплексные меры противодействия злоупотребления наркотикам и их незаконному обороту» [59, 60].
Прибор обеспечивает наблюдение поверхности Земли в 75 спектральных интервалах в диапазоне 530-950 нм, последующие аналогово-цифровое преобразование и предварительную обработку информации, ее форматирование и передачу на внешнее запоминающее устройство. При поле зрения 28° и относительном отверстии 1 : 2,8 линейное разрешение на местности (проекция пиксела) с высоты полета 1000 м составляет 1 м.
Все объективы ВС - линзовые, диспергирующая система - трехпризменная склейка (рис. 6). За счет нелинейности угловой дисперсии призм спектральное разрешение в длинноволновой части рабочего диапазона оказывается хуже, чем в коротковолновой примерно в 10 раз; его выравнивание по номинальному (заданному) уровню 5А, - 5 нм осуществляется путем аналогового бинирования строк фотоприемной ПЗС-матрицы (3,2 х 16,6 мм, a х h = 16 х 16 мкм) согласно соотношению kN/D - const.
Рис. 6. Схемная компоновка оптической части ВС «Сокол-ГЦП»
Аналогичного вида схема положена в основу видеоспектрометрического комплекса КА «Ресурс-П», запущенного в июне 2013 г. [61-63]. Аппаратура предназначена для съемки поверхности Земли в традиционных видимом и самом ближнем инфракрасном диапазонах спектра (от 0,4 до 1,1 мкм). В качестве приемников излучения использованы ПЗС-матрицы «Кадр-РП», специально разработанные ЗАО НПП «ЭЛАР». Система управления аппаратурой, а также фотоприемные устройства на базе указанных выше матриц поставлены НПП «ОПТЭКС». С высоты полета 425 км полоса захвата составляет 25 км, линейное разрешение на местности - в пределах 25-30 м. Изображения поверхности Земли могут формироваться одновременно в 96-216 каналах спектральной шириной от 5 до 10 нм.
Отметим также и отдельные интересные технические предложения, касающиеся тех или иных аспектов построения дисперсионной видеоспектрометрической аппаратуры, пока еще не реализованные на практике [37, 39, 64-73].
В заключение хотелось бы сделать замечание следующего характера. Действительно, гиперспектральная видеоспектрометрия, воплощающая в себе новейшие технологические достижения в области оптики, электроники, передачи данных и обработки информации, становится в настоящее время одним из самых актуальных и востребованных направлений развития систем ДЗ [74-77]. Несмотря на очевидные технические трудности, необходимость эксплуатации спектральной координаты при формировании изображений, прежде всего в ИК-области спектра, уже не подвергается сомнениям [78]. Более того, иногда высказывается мнение, что с помощью аэрокосмических видеокамер с высокой спектральной избирательностью могут быть решены до 70 % всех хозяйственных и военно-прикладных задач ДЗ [79]. Однако к подобным утверждениям следует относиться с известной долей осторожности, так как любое использование спектрального разложения всегда приводит к уменьшению потока излучения, приходящего на единичный пиксел фотоприемника, а значит, и к снижению общей энергетической чувствительности системы, в особенности, когда речь идет о регистрации слабых сигналов. Поэтому в бортовых приборах ДЗ, как ни в каких других, важна индивидуальная оптимизация всех аппаратурных параметров под конкретные решаемые задачи, и проводиться она должна, опираясь на данные детального энергетического расчета.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шилин Б. В., Хотяков В. В. Видеоспектральная аэросъемка - ведущее направление дистанционного зондирования в оптическом диапазоне // Оптический журнал. - 2004. -Т. 71, № 3. - С. 55-58.
2. Видеоспектрометры - новая перспективная аппаратура для дистанционных исследований / В. М. Красавцев, А. Н. Семенов, К. Н. Чиков, В. Б. Шлишевский // ГЕО-Сибирь-2007. III Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 25-27 апреля 2007 г.). - Новосибирск : СГГА, 2007. Т. 4, ч. 1. - С. 89-94.
3. Марков А. В., Шилин Б. В. Проблемы развития видеоспектральной аэросъемки // Оптический журнал. - 2009. - Т. 76, № 2. - С. 20-27.
4. Горбунов Г. Г. Многоспектральная и гиперспектральная аппаратура, мировой уровень, состояние вопроса в России // Оптический вестник. - 2011. - № 132. - С. 5-6.
5. Горбунов Г. Г., Чиков К. Н., Шлишевский В. Б. Дистанционная гипер- и ультраспектральная аппаратура // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «СибОптика-2015» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). -Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 2. - С. 89-94.
6. Горбунов Г. Г., Чиков К. Н., Шлишевский В. Б. Гипер- и ультраспектральная видеоспектрометрия: методические и технические аспекты // Тезисы докладов Российской конференции по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники» («Фотоника-2015»). -Новосибирск : ИФП СО РАН, 2015. - С. 178.
7. Гипер- и ультраспектральная видеоспектрометрия в задачах дистанционного зондирования / Г. Г. Горбунов, В. Б. Жарников, К. Н. Чиков, В. Б. Шлишевский // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2015. - № 5/С. - С. 188-198.
8. Decker J. A. Hadamard-Transform Spectroscopy // Spectrometric Techniques. - New York : Academic Press, 1977. - Vol. 1. - P. 189-227.
9. Harwit M., Sloane N. J. A. Hadamard Transform Optics. - New York : Academic Press, 1979. - 248 p.
10. Журавлев П. В., Попов Л. К. Спектрорадиометрические приборы дистанционного зондирования на основе преобразования Адамара. - Новосибирск : РИЦ НГУ, 2003. - 116 с.
11. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли: Основы и методы дистанционных исследований в геологии / Пер. с нем. под ред. В. Г. Трифонова. - М. : Мир, 1988. - 343 с.
12. Петров С. Б., Смирнов А. П. Тенденции развития спектральной аэрокосмической аппаратуры для исследования и оперативного контроля окружающей среды // Оптический журнал. - 2000. - Т. 67, № 5. - С. 82-93.
13. Медведев Е. М. Гиперспектральные технологии и оборудование для их реализации // Геопрофи. - 2008. - № 2. - С. 33-35; № 3. - С. 49-51.
14. Hinnrichs M., Piatek B. Hand held hyperspectral imager system for chemical/biological and environmental applications // Proceedings of SPIE. - 2004. - Vol. 5406. - P. 672-680.
15. Кусаинов С. Г., Кусаинов А. С., Айткулов М. Т., Уразов М. Б. Многофункциональность голограммно-оптических элементов // Вестник КазНТУ. - 2013. - № 3. - С. 34-40.
16. Топорец А. С. Монохроматоры. - М.: ГИТТЛ, 1955. - 264 с.
17. Пейсахсон И. В. Оптика спектральных приборов. - Л. : Машиностроение, 1975. -
312 с.
18. Малышев В. И. Введение в экспериментальную спектроскопию. - М. : Наука, 1979. -
480 с.
19. Sellar R. G., Boreman G. D. Comparison of relative signal-to-noise ratios of different classes of imaging spectrometers // Applied Optics. - 2005. - Vol. 44, No 9. - P. 1614-1624.
20. Использование видеоспектральной аэросъемки для экологического мониторинга / Б. В. Шилин, В. Н. Груздев, А. В. Марков, В. Н. Мочалов // Оптический журнал. - 2001. -Т. 68, № 12. - С. 41-49.
21. Опыт использования видеоспектрометра ИТМО в натурных условиях / П. В. Батян,
B. В. Гуд, И. А. Коняхин, В. М. Красавцев, К. Н. Чиков, В. Н. Груздев, Б. В. Шилин // Изв. вузов. Приборостроение. - 2002. - Т. 45, № 2. - С. 46-51.
22. Донец В. В., Муравский Л. И. Особенности применения приемников излучения в бортовых гиперспектрометрах // Космiчна наука i технология. - 2012. - Т. 18, № 3. -
C. 20-37.
23. Imaging Spectrometers [Электронный ресурс]. - URL : http://www.geo.unizh.ch/~schaep/ research/apex/is_list.html (дата обращения: 24.12.2014).
24. Шилин Б. В., Груздев В. Н., Алексеев А. А. Видеоспектральные исследования за рубежом // Контенант. - 2013. - Т. 12, № 1. - С. 6-20.
25. Федеральное космическое агентство. «Концепция развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года» [Электронный ресурс]. - URL : http://www.gisa.ru/file/file766.doc (дата обращения: 24.12.2014).
26. Гуд В. В., Чиков К. Н., Красавцев В. М. Оптическая система видеоспектрального комплекса // Изв. вузов. Приборостроение. - 1988. - Т. 31, № 12. - С. 70-73.
27. Видеоспектрометры для экологического мониторинга / К. Н. Чиков, В. В. Гуд, В. М. Красавцев, А. Н. Сандаков // Изв. вузов. Приборостроение. - 1998. - Т. 41, № 3. - С. 5-10.
28. Русинов М. М. Техническая оптика. - Л. : Машиностроение, 1979. - 488 с.
29. Попов Г. М. Концентрические оптические системы и их применение в оптическом приборостроении. - М. : Наука, 1969. - 135 с.
30. Видеоспектрометрические космические комплексы для исследования Земли и планет Солнечной системы / В. В. Гуд, В. М. Красавцев, А. Н. Сандаков, К. Н. Чиков // Оптический журнал. - 1995. - Т. 62, № 8. - С. 67-71.
31. Television observations of Phobos / G. A. Avanesov, B. I. Bonev, F. Kempe,
A. T. Bazilevsky, V. Boycheva, K. N. Chikov, M. Danz, D. Dimrtrov, T. Duxbury, P. Gromatikov, D. Halmann, J. Head, V. N. Heifets, V. Kolev, V. I. Kostenko, V. A. Kottsov, V. M. Krasavtsev, V. A. Krasikov, A. Krumov, A. A. Kuzmin, K. D. Losev, K.Lumme, D. N. Mishev, D. Mohlmann, K. Muinonen, V. M. Murav'ev, S. Murchie, B. Murray, W. Neumann, L. Paul, D. Petkov, I. Petuchova, W. Possel, B. Rebel, Yu. G. Shkuratov, S. Simeonov, B. Smith, A. Totev, V. P. Fedotov, G.-G. Weide, H. Zapfe, B. S. Zhukov , Ya. L. Ziman // Nature. - 19S9. - Vol. 341, No б243. - P. SSS-SS7.
32. Видеоспектрометрический комплекс / Г. А. Аванесов, Б. И. Бонев, Ф. Кемпе, Д. Н. Мишев, В. М. Красавцев, К. Н. Чиков // Телевизионные исследования Фобоса. - М. : Наука, 1994. - С. 9-24.
33. Silverglate P. R., Fort D. E. System design of the CRISM hyperspectral imager // SPIE. -2003. - Vol. S1S9. - P. 2S3-290.
34. Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) on Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) / S. Murchie, R. Arvidson, P. Bedini, K. Beisser, J.-P. Bibring, J. Bichop, J. Boldt, P. Cavender, T. Choo, R. T. Clancy, E. H. Darlington, D. Des Marais, R. Espiritu, D. Fort, R. Green, E. Guinness, J. Hayes, C. Hash, K. Heffernan, J. Hemmler, G. Heyler, D. Humm, J. Hutcheson, N. Izenberg, R. Lee, J. Lees, D. Lohr, E. Malaret, T. Martin, J. A. McGovern, R. Morris, J. Mustard, S. Pelkey, E. Rhodes, M. Robinson, T. Roush, E. Schaefer, G. Seagrave, F. Seelos, P. Silverglate, S. Slavney, M. Smith, W.-J. Shyong, K. Strohbehn, H. Taylor, P. Thompson,
B. Tossman, M. Wirzburger, M. Wolff // Journal of Geophysical Research. - 2007. - Vol. 112. -E0SS03. - S7 p.
35. Павельцев П. Марсианский разведчик отправился в путь // Новости космонавтики [Электронный ресурс]. - URL : http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/273/01.shtml (дата обращения: 04.02.2007).
36. Чиков К. Н., Гуд В. В., Красавцев В. М. Разработка видеоспектральных основ аэрокосмических методов дистанционного зондирования в оптическом диапазоне // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 200S. - Вып. 23. - С. б4-73.
37. Действующие образцы видеоспектрометров видимого-ближнего ИК диапазона для авиационных и космических носителей / В. Н. Груздев, В. М. Красавцев, А. В. Марков, К. Н. Чиков, Б. В. Шилин // Сборник трудов VIII Международной конференции «Прикладная оптика-2008». - СПб. : ОО им. Д. С. Рождественского, 200S. - Т. 1. - С. 3S2-362.
3S. Кислицкий М. И., Чиков К. Н., Шилин Б. В. Опыт создания и эксплуатации отечественных видеоспектрометров и перспективы их использования на малых космических аппаратах // Тезисы докладов VII Всероссийской открытой ежегодной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». - М. : ИКИ РАН, 2009. - С. 110.
39. Действующие образцы видеоспектрометров для малого космического аппарата /
B. Н. Груздев, В. М. Красавцев, А. В. Марков, К. Н. Чиков, Б. В. Шилин // Региональная экология. - 2010. - № 3 (29). - С. 112-117.
40. Григорьева О. В., Шилин Б. В. Оценка экологических характеристик акваторий по данным видеоспектральной аэросъемки // Региональная экология. - 2010. - № 3 (29). -
C.11S-121.
41. Шилин Б. В., Груздев В. Н., Марков А. В. Летные исследования видеоспектрометров для малого космического аппарата // Исследования Земли из космоса. - 2012. - Т. 9, № 3. - С. 11S-124.
42. Алексеев А. А., Шилин Б. В., Шилин И. Б. Опыт полевых видеоспектральных исследований // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. -2012. - Т. 9, № 4. - С. S9-94.
43. Летные испытания видеоспектрометров СПбУИТМО с полихроматором на дифракционной решетке / А. А. Алексеев, В. Н. Груздев, Б. В. Шилин, В. М. Красавцев, К. Н. Чиков // Контенант. - 2013. - Т. 12, № 1. - С. 29-35.
44. Алексеев А. А., Шилин Б. В. Методика и результаты полевых видеоспектральных исследований // Контенант. - 2013. - Т. 12, № 1. - С. 36-39.
45. Горбунов Г. Г., Чиков К. Н., Шлишевский В. Б. Применение видеоспектрометрической аппаратуры дистанционного зондирования в геологии и экологии // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 1. - С. 60-66.
46. Белов В. В., Воробьева Л. П., Шлишевский В. Б. Измерение коэффициентов диффузного отражения некоторых материалов в ультрафиолетовом диапазоне спектра // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск : СГГА, 2011. Т. 4. - С. 22-25.
47. Шлишевский В. Б. Научно-исследовательская лаборатория перспективных оптико-электронных систем и технологий СГГА: основные итоги первого десятилетия // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 4 (24). - С. 143-157.
48. Особенности построения бортовых оптико-электронных систем спектрозонального мониторинга / К. Н. Чиков, Э. Д. Панков, Л. Ф. Порфирьев, В. В. Гуд, В. М. Красавцев, А. Н. Тимофеев // Изв. вузов. Приборостроение. - 2004. - Т. 47, № 9. - С. 60-67.
49. Обобщенный анализ адекватности моделей оптико-физических явлений в природных и антропогенных объектах и информационных оптико-электронных системах спектро-зонального мониторинга / В. В. Гуд, В. М. Красавцев, Э. Д. Панков, Л. Ф. Порфирьев,
A. Н. Тимофеев, К. Н. Чиков // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2004. -Вып. 16. - С. 35-43.
50. Некоторые особенности расчета и проектирования перспективных видеоспектральных систем для дистанционного зондирования / В. М. Красавцев, А. Н. Семенов, К. Н. Чиков, В. Б. Шлишевский // Оптика атмосферы и океана. - 2008. - Т. 21, № 2. - С. 164-169.
51. Развитие методов многомерных измерений при оптических исследованиях поверхности / А. И. Родионов, Б. В. Зубков, А. П. Калинин, В. Н. Любимов, А. Ф. Осипов, И. Д. Родионов, И. П. Родионова, И. Б. Шилов // Журнал технической физики. - 2002. - Т. 72, вып. 10. - С. 67-72.
52. Калинин А. П., Орлов А. Г., Родионов И. Д. Авиационный гиперспектрометр // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Приборостроение. - 2006. - № 3. - С. 11-24.
53. Принципы обработки гиперспектральной информации и результаты летных испытаний прототипа авиационного гиперспектрометра / Д. В. Воронцов, В. В. Егоров, А. П. Калинин, А. Г. Орлов, И. Д. Родионов, И. П. Родионова // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Приборостроение. - 2006. - № 4. - С. 27-37.
54. Гиперспектрометр как элемент системы интеллектуального технического зрения /
B. В. Егоров, А. П. Калинин, И. Д. Родионов, И. П. Родионова, А. Г. Орлов // Датчики и системы. - 2007. - № 8. - С. 33-35.
55. Орлов А. Г. Разработка и исследование авиационного гиперспектрометра видимого и ближнего ИК диапазонов : автореф. канд. дис. - М. : ИКИ РАН, 2008. - 26 с.
56. Бортовой гиперспектрометр видимого и ближнего инфракрасного диапазона с высоким пространственным разрешением / А. Н. Виноградов, В. В. Егоров, А. П. Калинин, А. И. Родионов, И. Д. Родионов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2012. - Т. 9, № 3. - С. 101-107.
57. Авиационные гиперспектральные комплексы для решения задач дистанционного зондирования / И. Д. Родионов, А. И. Родионов, Л. А. Ведешин, А. Н. Виноградов, В. В. Егоров, А. П. Калинин // Исследование Земли из космоса. - 2013. - № 6. - С. 81-93.
58. Линейка гиперспектральных сенсоров оптического диапазона / А. Н. Виноградов,
B. В. Егоров, А. П. Калинин, Е. М. Мельникова, А. И. Родионов, И. Д. Родионов : препринт ИКИ РАН. - 2015. - № 2176. - 20 с.
59. Архипов С. А., Линько В. М., Лукашевич Е. Л. Бортовой видеоспектрометр «Сокол-ГЦП» // Тезисы докладов VI Всероссийской открытой ежегодной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». - М.: ИКИ РАН, 2008. -
C. 92.
60. Архипов С. А., Линько В. М., Лукашевич Е. Л. Бортовой видеоспектрометр «Сокол-ГЦП» [Электронный ресурс]. - URL : http://d33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/C/Arxipov %20-%20Sokol.pdf (дата обращения: 06.04.2015).
61. Архипов С. А., Линько В. М., Бакланов А. И. Гиперспектральная аппаратура для КА «Ресурс-П» и перспективы ее модернизации // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космической техники и ее роль в устойчивом социальном развитии общества». - Самара, 2009. - С. 186.
62. Архипов С. А., Ляхов А. Ю., Тарасов А. П. Работы ОАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева» по созданию гиперспектральных приборов дистанционного зондирования // Тезисы докладов Научно-технической конференции «Гиперспектральные приборы и технологии». - Красногорск: МА «КОНТИНАНТ», ОАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева», 2013. - С. 25-30.
63. Федеральное космическое агентство. «Космический аппарат «Ресурс-П» выдал первые тестовые снимки» [Электронный ресурс]. - URL : http://www.federalspace.ru/19661/ (дата обращения: 18.03.2015).
64. Проект спутникового гиперспектрометра, предназначенного для малого космического аппарата / Д. Б. Балтер, А. А. Белов, Д. В. Воронцов, Л. А. Ведешин, В. В. Егоров,
A. П. Калинин, А. Г. Орлов, А. И. Родионов, И. П. Родионова, Е. Ю. Федунин // Исследования Земли из космоса. - 2007. - № 2. - С. 43-55.
65. УФ-видеоспектрометр с «нормальным» спектром / В. Л. Жуков, В. М. Красавцев, Б. П. Павлов, А. Н. Семенов, К. Н. Чиков // ГЕО-Сибирь-2007. III Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 25-27 апреля 2007 г.). - Новосибирск : СГГА, 2007. Т. 4, ч. 1. - С. 69-74.
66. Чиков К. Н., Шлишевский В. Б. Малогабаритный гиперспектральный датчик // ГЕО-Сибирь-2009. V Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 20-24 апреля 2009 г.). - Новосибирск : СГГА, 2009. Т. 4, ч. 1. - С. 89-94.
67. Шлишевский В. Б. Оптимальная монтировка решетки в дифракционном спектрометре с многоэлементным приемником излучения // ГЕО-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск : СГГА, 2010. Т. 4, ч. 1. - С. 72-73.
68. Гиперспектральные приборы с микрозеркальной матрицей и дисперсионные моно-хроматоры изображений / И. М. Гулис, Е. С. Воропай, А. Г. Купреев, А. Г. Костюкевич // Тезисы докладов научно-технической конференции «Гиперспектральные приборы и технологии». - Красногорск : МА «КОНТИНАНТ», ОАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева», 2013. - С. 32-34.
69. Гиперспектральная аппаратура для космического аппарата «Ресурс-П»: направления модернизации и перспективы развития / С. А. Архипов, С. О. Кравченко, А. В. Ли,
B. М. Линько, С. А. Морозов, М. А. Сальникова // Тезисы докладов научно-технической конференции «Гиперспектральные приборы и технологии». - Красногорск : МА «КОНТИНАНТ», ОАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева», 2013. - С. 43.
70. Схемные решения оптического тракта изображающих спектрометров / С. А. Архипов, С. О. Кравченко, А. В. Ли, В. М. Линько, С. А. Морозов // Тезисы докладов научно-
технической конференции «Гиперспектральные приборы и технологии». - Красногорск : МА «КОНТИНАНТ», ОАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева», 2013. - С. 44-45.
71. Архипов С. А., Кушнарев К. Г., Скляров С. Н. Апохроматические объективы для гиперспектральной аппаратуры // Контенант. - 2013. - Т. 12, № 1. - С. 65-68.
72. Шлишевский В. Б. Способ исправления кривизны спектральных изображений в призменных видеоспектрометрах // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск : СГГА, 2013. Т. 1. - С. 106-110.
73. Шлишевский В. Б. Компенсация кривизны спектральных линий призменных диспергирующих систем // Оптический журнал. - 2014. - Т. 81, № 3. - С. 30-34.
74. Гиперспектральное дистанционное зондирование Земли / С. П. Непобедимый, И. Д. Родионов, Д. В. Воронцов, А. Г. Орлов, С. К. Калашников, А. П. Калинин, М. Ю. Овчинников, А. И. Родионов, И. Б. Шилов, В. Н. Любимов, А. Ф. Осипов // Доклады Академии наук. - 2004. - Т. 397, № 1. - С. 45-48.
75. Мальцев Г. Н., Козинов И. А., Данилкин А. П. Космические системы и технологии многоспектрального дистанционного зондирования Земли // Информация и космос. - 2010. -№ 1. - С. 148-158.
76. Хайлов М. Н., Заичко В. А. Гиперспектральная съемка - перспективы использования в интересах решения социально-экономических задач // Тезисы докладов научно-технической конференции «Гиперспектральные приборы и технологии». - Красногорск : МА «КОНТИНАНТ», ОАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева», 2013. - С. 10-11.
77. Архипов С. А. Конференция «Гиперспектральные приборы и технологии». Краткий обзор // Контенант. - 2013. - Т. 12, № 1. - С. 5-14.
78. Фатеев В. Ф., Миньков С. А. Потенциальные возможности космических многоспектральных оптико-электронных приборов при обнаружении малоразмерных объектов // Оптический журнал. - 2000. - Т. 67, № 7. - С. 5-11.
79. Ковров А. А. Гиперспектральное оборудование для авиационного дистанционного зондирования [Электронный ресурс]. - URL : http://www.gisa.ru/75392.html (дата обращения: 18.05.2015).
Получено 17.11.2015
© Г. Г. Горбунов, К. Н. Чиков, В. Б. Шлишевский, 2015
