Устройство для дистанционного исследования пространственно-спектральных характеристик земной поверхности Советский патент 1983 года по МПК G01J3/18 

Изобретение относится к информационно-измерительным устройствам используемым для дистанционного ис следования 9емли в оптическом диап зоне длин волн. Известны устройства, применяемы в дистанционном зондировании для исследования пространственно-спектральных характеристик земной поверхности Cl . наиболее близким к преД(Г1агаемом устройству является устройство, в котором измеряемое излучение посту пает на зеркало, перемещаемое сканированием в направлении, перпенди кулярном направлению полета. Излучение, отраженное зеркалом, направ ляется в оптическую систему и затем в полихроматор, состоящий из коллиматорного. объектива,, призмы, фокусирующего объектива/ волоконно оптического разветвителя и блока фотоприемников. Излучение, разложенное призмой на спектральные составляющие, фокусируется объективом на торце волоконно-оптического разветвителя. Последний осуществляет пространстве ное распределение разделенных поли хроматором спектральных составляющих между отдельными приемниками и чения, каждый из которых предназначей для получения сигнала только от одной из спектральных составляющих излучения, переданных с помощью волоконно-оптического разветвителя. Сигнал от приемников поступает в си тему регистрации 2 . Недостатками устройства являются невозможность оперативного управ-ления основными съемочными параметрами: точность измерения, пространственно-спектральным .разрешением в процессе эксплуатации спектр метра и гво время предварительной об работки получаемой информации, а также отсутствие съема пространстве ных характеристик исследуемой поверхности. Целью изобретения является повышение оперативности управления съемочными параметрами и получение информации о пространственных и спектральных характеристиках исследуемой поверхности. Цель достигается использованием в устройстве полевой диафраШы, одновременно являющейся входной щелью полихроматора, двумерного приемника изображения, по оси X которого фор мируется строка изображения исследуемой поверхности, а по оси Y шествляется разложение сформированн строки по спектру, оперативного запоминающего устройства, блоков форм рования пространственной и спектрал ной информации, программного блока и блока управления. На чертеже изображена функциональная схема устройства для пространст-( венно-спектрального анализа земной поверхности. Устройство состоит из блока 1 входной оптики, содержащей объектив и полевую диафрагму, полихроматора 2, двумерного приемника 3 изображения, усилителя 4 сигналов, аналогоцифрового преобразователя 5, оперативного запоминающего устройства 6, блока 7 формирования изображения, блока 8 формирования спектра, программного блока 9, блока 10 управления и системы 11 регистрации или передачи данных. Устройство работает следующим образом. Излучение от исследуемой поверхности собирается блоком 1, в котором при помощи полевой диафрагмы формируется строка изображения. Излучение, прошедшее черезполевую диафрагму,, являющуюся одновременно и входной щелью полихроматора 2, поступает в последний. Разложенное в спектр изображение полевой диафрагмы фокусируется в плоскости приемника 3. При этом по оси этого приемника формируется строка изображения исследуемой поверхности, а по оси V осуществляется разложение сформированной строки по cneKiv ру.. Каждая строка в направлении пространственной оси X является изображением полевой диафрагмы в монохроматическом свете. Сигнал от приемника 3 после усиления в усилителе 4 и преобразования в цифровой код в преобразователе 5 поступает на устройство 6 с произвольным доступом. Управление съемочными характеристиками осуществляется при помощи блока 7 формирования массивов пространственной информации и блока 8 формирования спектральной информации, представляющих собой набор суммирующих устройств,режим работы которых задается блоком 10 и реализуется с помощью блока 9. Возможность оперативного управления съемочиыми характеристиками объясняется тем, что основные съемочные параметры прибора, точность измерения, пространственное и спектральное разрешение функционально связаны. Например, при заданных требованиях к точности измерений высокое пространственное разрешение может быть реализовано путем снижения спектрального разрешения и наоборот. . Оперативное управление съемочными характеристиками осуществляется при помощи блоков 7 и 8 путем съема по той или иной программе информации с .устройства б. Фор1 ирование

массива спектральной информации осуществляют в устройстве при помощи блока 8 при заниженном пространственном разрешении. Это достигается путем разбиения каждой строки приемника 3 в направлении оси X на группы из К элементов. В пределах каждой группы осуществляют суммирование сигналов от отдельных элементов, затем суммируют сигнсшы от соответствующих групп элементов в пределах К числа сканов. Суммирование сигналов в пределах нескольких сканов позволяет за счет движения носителя реализовать одинаковое пространственное разрешение как вдоль строки.

так.и в направлении полета носителя.

Формирование массива информации о пространственной структуре исследуемой поверхности осуществляется блоком 7 путем суммирования сигналов от соседних п элементов вдоль оси Y в пределах каждого скана.

При формировании обоих массивов конкретные значения к и п определяются требованиями к точности измерений, поскольку последняя пропорциональна корню квадратному из числа элементов, в пределах которого происходит суммирование сигна °

УСТРОЙ ТЮ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОСПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕ,МНбЙ ПОВЕРХНОСТИ, состояшеё из входной оптики, полихроматора, системы фотоприемников и блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности управления съемочными параметрами и получения информации о пространственных и спектральных характеристиках исследуемой поверхности, устройство содержит полевую диафрагму, одновременно являющуюся входшой щелью полихроматора, двумерный прнеишик изображения, оперативное запоминающее устройство с произвольным доступом и блоки формирования спектральной и пространственной информации, представляющие собой набор суммируязадих устройств, управляемых программным блоком. х :о i &э М Од