Докладчик: д.т.н., профессор БЕЛОГЛАЗОВ Иннокентий Николаевич

1. Теоретические аспекты и приложения стереоскопических систем навигации, наведения и дистанционного зондирования местности Докладчик: д.т.н., профессор БЕЛОГЛАЗОВ Иннокентий Николаевич

2. 1 ВВЕДЕНИЕ Достоинствами стереоскопической навигационной системы (СтНС) являются: использование в качестве эталона топографической карты рельефа местности, при этом оптический эталон не используется. В результате удается обеспечить всесезонность СтНС, а также высокую точность коррекции базовой навигационной системы. . В основу теории СтНС положены прямые и обратные уравнения фотограмметрии, примененные к двум изображениям стереопары, а также теория совместной оптимальной нелинейной фильтрации, идентификации и проверки гипотез в дискретной динамической системе специального типа. 1. Оптимальный алгоритм совместной нелинейной фильтрации, идентификации и проверки гипотез в дискретной динамической системе специального типа 1.1. Постановка задачи совместного оптимального оценивания идентификации и проверки гипотез Заданы полное множество гипотез {D1,…,Dj…,Dl} , априорные вероятности этих гипотез pj=P(Dj), pj = 1 дискретная динамическая система Xk+1=Ak(C,D)Xk+Bk(C,D)uk+k и канал наблюдения Zk=Hk(C,D)Xk+Fk(C,D)+k , k=0,1,2,..., Предполагаются известными априорные характеристики p (C,D)={p(C, Dj), j = 1, ... , l}, имеющие смысл совместной плотности-вероятности вектора С и вероятности гипотезы Dj : p(c, Dj) есть вероятность события сС<с+dcD = Dj

3. 2 1.2. Определение апостериорной плотности-вероятности p(xk,c, Dj | zN) Сначала определим p(xk|c,Dj,zN). При фиксации значения вектора параметров системы C=c и гипотезы D=Dj эта плотность согласно теории оптимального оценивания равна: Искомая апостериорная плотность-вероятность равна произведению: здесь

4. Сначала для каждой гипотезы Dj определяется вектор неизвестных параметров cj, на котором Icjk|Nдостигает нижней грани: .и рассчитываются числа: .Затем определяется гипотеза Dν, которой соответствует наименьшее из чисел Icjk|N. Оптимальными оценками по критерию максимума апостериорной плотности-вероятности являются: 1.3. Оптимальный алгоритм совместного оценивания, идентификации и проверки гипотез по критерию максимума апостериорной плотности-вероятности 3

5. Структурная схема оптимального алгоритма 4

6. 1.4. Частные случаи 5 Вариант X, C, D / X, D - совместное оптимальное адаптивное оценивание и проверка гипотез в условиях параметрической неопределенности, критерий оптимальности Вариант X, D / X, D - совместное оптимальное оценивание и проверка гипотез в дискретных динамических системах (рекуррентно-поисковое оценивание), критерий оптимальности

7. Zз zI SII SI yI yII j i xI xII HS I HS II Yз YS II h(Xij,Yij) Yij YS I 0з XS I Xij XS II Xз Zз B SII SI yI yII xI xII H j =  Yз  i=1 YSI = YSII i = n j =  0з XSII Xз XSI 2. Стереоскопическая навигационная система 6 2.1. Уравнения фотограмметрии

8. 2.2. Линеаризация фотограмметрических уравнений 7 Если яркость наблюдаемой точки на местности Xij,Yij,Zij=h(Xij,Yij) обозначить fij, то сигналы приемников в соответственных точках xijI, yijIиxijII, yijIIпервого и второго изображений стереопары будут равны : h= hk - h Линеаризуя функцию F(X*,Х,h) в окрестности точки X=0 , h = hk, получим F (X*,0,hk)- вектор облученностей «псевдосоответственных» точек второго изображения стереопары H(X*, hk)X – слагаемое для корректировки «псевдосоответственных» точек Рассмотрим стабилизированный горизонтальный полет на высоте H*. Выражения для элементов матрицы H превратятся в:

9. 2.3. Структурная схема оптимального алгоритма в момент, предшествующий началу работы 8 Доверительный квадратв плоскости 0з Xз Yз

10. 3. Точность стереоскопической навигационной системы 3.1. Точность стереоскопической навигационной системы при полетах над чистыми ландшафтами 9 3.1.1. Беспоисковое оценивание координат по одной стереопаре

11. 3.1.2. Беспоисковое оценивание координат по стереомножеству изображений 10

12. 3.2. Точность стереоскопической навигационной системы при полетах над урбанизированной местностью σX, м σН, М 25 250 20 200 15 150 10 100 5 50 102 104 106 m 102 104 106 m σψ, град 15 12 9 6 3 102 104 106 m 11

13. 4. Исследование стереоскопической навигационной системы методом численного моделирования по реальным изображениям местности и реальной цифровой модели рельефа 12 4.1. Исследование алгоритмов стереоскопической навигационной системы с использованием стереопар полученных в летных условиях

14. 13 4.2. Исследование статистических характеристик шума цифрового фотоаппарата в летных условиях Серое поле яркости на традиционном тестовом полигоне, используемое для оценки характеристик шума (База Открытого неба, аэродром Кубинка) Изображение шума