К космической аппаратуре дистанционного зондирования Земли существуют высокие требования при разработке методов повышения разрешения изображения, получаемого съёмочной аппаратурой ДЗЗ. Для описания свойств и характеристик изображения используют такие понятия как спектральное, пространственное, радиометрическое и временное разрешение. Для аналитического восприятия параметров, полученного изображения необходимо выполнить предварительную обработку данных, к которой относится радиометрическая калибровка данных ДЗЗ.
В данной работе рассматривается процедура проведения абсолютной радиометрической калибровки аппаратуры ДЗЗ. Первой особенностью проведения абсолютной радиометрической калибровки являются расчёты параметров ОЭС, а именно чувствительности фотоприёмников ОЭС, зависящих от каждого отдельного фотоэлемента, формирующего пиксел на изображении. Вторая особенность заключается в том, что абсолютная калибровка для мультиспектральной аппаратуры проводится для каждого спектрального канала отдельно.
Общие методы радиометрической калибровки содержат в себе комбинацию ошибок, называемых радиационными искажениями. Факторы, относящиеся к радиационным искажениям это ошибки фотоэлемента в ходе эксплуатации, влияние атмосферы на излучение, солнечное воздействие на предполагаемую область для калибровки, а также топографические особенности, изменяющие излучение. [1] Из-за всех этих факторов эталон для проведения абсолютной радиометрической калибровки в ходе штатной эксплуатации должен слабо зависеть от этих параметров. Поэтому в качестве эталонного объекта в данной работе рассматриваются участки лунной поверхности.
В работе используются сделанные КА «АИСТ-2Д» снимки Луны и экспериментальные данные по радиометрии Луны, полученные со спектрографов, Государственным астрономическим институтом им. П.К. Штернберга с помощью Кавказской горной обсерватории (КГО). Оптико-электронная система (ОЭС) МКА «АИСТ-2Д» работает в режиме временной задержки и накопления (ВЗН) в спектральных каналах ПХ (0,58-0,8 мкм), МС1 (0,45-0,52 мкм), МС2 (0,53-0,60 мкм), МС3 (0,63-0,69 мкм). Разрешение на местности соответствует 4,4 м для мультиспектральных диапазонов. Пространственное разрешение на поверхности Луны аппаратом «АИСТ-2Д» соответствует 3,5 км/пиксель.
Первая часть данной работы является методом поиска однородных участков лунной поверхности (полигонов) на изображении. Однородность участка – это особенность распределения яркости для области Луны размером не менее 20 на 20 км. Таким образом были подобраны участки, для которых среднее квадратичное отклонение (СКО) сигнала не более 5 процентов. Также благодаря тому, что в снимке Луны содержатся большие участки звёздного пространства, был измерен темновой сигнал. Он соответствует 3 процента от максимального сигнала.
Для второй части работы был проведён расчёт эффективную чувствительности c размерностью [уровни АЦП·м2·ср/Дж]. Только с её помощью можно найти величину спектральной плотности энергетической яркости (СПЭЯ) поверхности без учёта поправочных коэффициентов, связывающих спектры калибровочного источника и снимаемой поверхности. Спектры калибровочного источника зависят от свойств, снимаемой поверхности и далеко не всегда могут быть известны [2].
Проведённые работы показали практическую значимость лунных измерений для проведения абсолютной радиометрической калибровки. Представленный метод абсолютной радиометрической калибровки по лунным полигонам для МКА «Аист-2Д», подтвердил возможность калибровки с погрешностью не более 7 % для нескольких значений фазовых углов.