ВАК 2.2.6 ГРНТИ 29.31

РАСЧЕТ ОБЪЕКТИВА НЕКОГЕРЕНТНОГО ОПТИЧЕСКОГО КОРРЕЛЯЦИОННОГО ПЕЛЕНГАТОРА С ВЫСОКИМИ И КОМПРОМИССНЫМИ ОПТИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Расчет объектива некогерентного оптического корреляционного пеленгатора с высокими и компромиссными оптическими характеристиками

Опубликовано в Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка» · Том 69, Номер 5 · Страницы 99–114 · Рубрика: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
DOI: https://doi.org/10.30533/GiA-2025-048
Получено: 10.06.2025 Одобрено: 24.10.2025 Опубликовано: 31.10.2025 Язык публикаций: RUS
В статье предложена оптическая схема и выполнен детальный расчет параметров объектива с высокими оптическими характеристиками, предназначенного для корреляционного некогерентного четырехканального пеленгатора. Разработанное решение реализуемо на базе доступных материалов и современных технологий производства оптики. Однако достижение высоких оптических характеристик (высокого разрешения, минимальных аберраций и широкого поля зрения) потребовало значительного числа ресурсоемких элементов, что усложняет практическую реализацию. В связи с этим дополнительно исследована возможность компромиссного повышения оптических характеристик объектива для оптического корреляционного пеленгатора с учетом экономически оправданных схем, материалов и стандартных оптических элементов. В рамках расчета компромиссных вариантов предложены и обоснованы две альтернативные оптические схемы: первый вариант основан на известном окуляре Государственного оптического института (ГОИ) с модификацией для пеленгации, второй — на единичном параболическом зеркале с упрощенной конструкцией. Выполнены численные расчеты с использованием специализированного программного обеспечения, описаны ключевые параметры предложенных объективов (фокусное расстояние, апертура, коэффициент передачи), а также ограничения применения (чувствительность к вибрациям, температурные эффекты). Полученные результаты позволяют создать как объектив с высокими оптическими характеристиками для некогерентного корреляционного пеленгатора, так и компромиссный вариант для практических исследований корреляционного сигнала в реальных условиях, что способствует развитию доступных систем пеленгации.
корреляционный пеленгатор, объектив, окуляр, качество изображения, система технического зрения
Текст Список литературы
Текст (PDF)
Читать Скачать

1. Cocaud C., Kubota T. Autonomous navigation near asteroid based on visual SLAM // Proceedings of the 23rd International Symposium on Space Flight Dynamics. Pasadena, 2012. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.issfd.org/ISSFD_2012/ISSFD23_AD_5.pdf (дата обращения: 09.04.2025).

2. Cocaud C., Kubota T. SLAM-based navigation scheme for pinpoint landing on small celestial body // Advanced Robotics. 2012. Vol. 26. Iss. 15. P. 1747–1770. DOIhttps://doi.org/10.1080/01691864.2012.685227. https://doi.org/10.1080/01691864.2012.685227

3. Jaumann R., Schmitz N., Koncz A., et al. The camera of the MASCOT asteroid lander on board Hayabusa 2 // Space Science Reviews. 2017. Vol. 208. P. 375–400. DOIhttps://doi.org/10.1007/s11214-016-0263-2. https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-016-0263-2

4. Viola P.A., Jones M.J. Rapid object detection using a boosted cascade of simple features // Proceedings of the 2001 IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. Kauai: IEEE, 2001. Vol. 1. P. 511–518. DOIhttps://doi.org/10.1109/CVPR.2001.990517. https://ieeexplore.ieee.org/document/990517

5. Bellerose J., Vaughan A.T., Bhaskaran S., et al. Double asteroid redirection test (DART): navigating to obliteration // Acta Astronautica. 2024. Vol. 219. P. 417–432. DOIhttps://doi.org/10.1016/J.ACTAASTRO.2024.02.021. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094576524000857

6. Жуков Б.С., Жуков С.Б. Алгоритм автономного выбора места посадки КА «Фобос Грунт» по телевизионным изображениям // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8, № 2. С. 281–288.

7. Балдина Е.А., Бессонов Р.В., Гришин В.А. и др. Оценка возможности использования карты береговых линий GSHHG для автономной оптической навигации космических аппаратов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13, № 3. С. 217–228. DOIhttps://doi.org/10.21046/2070-7401-2016-13-3-217-228. http://d33.infospace.ru/d33_conf/sb2016t3/217-228.pdf

8. Жуков Б.С., Жуков С.Б., Форш А.А. Возможности навигационных измерений по лимбу Земли в видимом и ближнем ИК диапазоне // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12, № 2. С. 61–76.

9. Аванесов Г.А., Жуков Б.С., Сметанин П.С. Стенд для отработки технологии автономной припланетной навигации // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 3. С. 108–117. DOIhttps://doi.org/10.21046/2070-7401-2021-18-3-108-117. http://d33.infospace.ru/jr_d33/2021v18n3/108-117.pdf

10. Жуков Б.С., Полянский И.В., Жуков С.Б. Автономная оптическая навигация на окололунных орбитах и при посадке на Луну с помощью сверхширокоугольной камеры // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 2. С. 24–35. DOIhttps://doi.org/10.21046/2070-7401-2017-14-2-24-35. http://d33.infospace.ru/d33_conf/sb2017t2/24-35.pdf

11. Буслаев С.П. Техническое зрение искусственного интеллекта в будущих задачах посадок и перемещений космических аппаратов // Научное значение трудов К.Э. Циолковского: история и современность: материалы 55-х Научных чтений памяти К.Э. Циолковского, Калуга, 15–17 сентября 2020 г. Ч. 2. Калуга: ИП Стрельцов И.А., 2020. С. 86–89.

12. Косова А.Е., Кориков А.М. Автоматическая посадка малых беспилотных летательных аппаратов с использованием компьютерного зрения // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2017. Т. 20, № 3. С. 191–196.

13. Лобанов А.А., Можаров Г.А., Филонов А.С. Оптический пеленгатор для автономной посадки космического зонда на малые тела Солнечной системы // Фотоника. 2022. Т. 16, № 5. С. 404–415. DOIhttps://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.5.404.414. https://www.photonics.su/files/article_pdf/9/article_9512_786.pdf

14. Кузнецов-Фетисов И.Н., Якубовский С.В. Разработка инструментария для анализа оптических систем в области аберраций третьего порядка в программе Zemax // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2022. Т. 66, № 4. С. 101–115. DOIhttps://doi.org/10.30533/0536-101X-2022-66-4-101-115. https://www.elibrary.ru/download/elibrary_50467449_31597421.pdf

15. Боголюбов И.А., Лобанов А.А. Расчет объектива некогерентного оптического корреляционного пеленгатора с низкими и средними оптическими характеристиками // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2024. Т. 68, № 5. С. 143–154. DOIhttps://doi.org/10.30533/GiA-2024-045. https://miigaik.ru/journal/archive/2024/2024_68_5_RU/GiA-2024-045.pdf

16. Поляков М.П., Хохлов Д.Д., Быков А.А. Апохроматический объектив для изображающих спектральных систем видимого, ближнего и коротковолнового инфракрасного диапазонов спектра // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2025. Т. 25, № 4. С. 585–590. DOIhttps://doi.org/10.17586/2226-1494-2025-25-4-585-590. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2025-25-4-585-590

17. Табачков А.Г., Латыев С.М., Фролов Д.Н. Унификация конструкций линзовых микрообъективов // Оптический журнал. 2011. Т. 78, № 1. С. 38–44.

18. Семенов А.В., Табачков А.Г., Мухина Е.Н. и др. Модернизация конструкции микрообъектива для возможности работы с разными покровными стеклами // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 4. С. 23–28. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://applied-research.ru/article/view?id=12177 (дата обращения: 23.04.2025).

19. Арасланов Д.Ю., Табачков А.Г. Разработка и исследование конструкции широкопольных микрообъективов // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19278 (дата обращения: 23.04.2025).

20. Андреев Л.Н., Ежова В.В., Дегтярева Г.С. Модульное проектирование оптических систем // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2014. Т. 57, № 3. С. 57–62.

21. Zhang Z., You Z., Chu D. Fundamentals of phase-only liquid crystal on silicon (LCOS) devices // Light: Science and Applications. 2014. Vol. 3, No. 10. P. e213. DOIhttps://doi.org/10.1038/lsa.2014.94. https://doi.org/10.1038/lsa.2014.94

Войти или Создать
* Забыли пароль?