Введение
Глава 1 Гиперспектральные оптико-электронные системы наблюдения прибрежных аквасистем 14
1.1. Прибрежные аквасистемы 14
1.1.1. Биофизические параметры аквасистем 14
1.1.2. Влияние характеристики сигнал/шум на точность определения биофизических параметров: хлорофилла-А, CDOM и TSS 17
1.2. Гиперспектральная аппаратура 22
1.2.1. Существующие и разрабатываемые образцы гиперспектральных камер космического базирования 22
1.2.2. Устройство «push-broom» гиперспектральных камер 25
1.3. Основной показатель качества работы ГСК, сквозное частотно-энергетическое уравнение 29
1.3.1. Сигнально-шумовые характеристики тракта ГСК космического базирования 32
1.3.2. Общая функция передачи модуляции тракта космической ГСК 34
1.3.3. Используемый в работе метод измерения функции передачи модуляции ГСК 39
1.3.4. Пороговая частотно-энергетическая характеристика (ПЧЭХ) анализатора изображения 43
Выводы по Главе 1 45
Глава 2 Метод комбинированного отслеживания изображения (КОИ) «push-broom» гиперспектральной камеры 47
2.1. Предпосылки создания ГСК с КОИ 47
2.1.1. Функциональная зависимость величины полезного сигнала от проекции пикселя на подстилающую поверхность 47
2.1.2. Поведение частотной и энергетической характеристик ГСК при уменьшении проекции пикселя на подстилающую поверхность 50
2.2. Принцип работы многощелевой гиперспектральной камеры 52
2.3. Метод комбинированного отслеживания изображения 54
2.4. Структурная схема алгоритма комбинированного отслеживания изображения гиперспектральной камеры 56
Выводы по Главе 2 64
Глава 3 Специальный режим электронного отслеживания изображения на базе строчно-кадровой ПЗС-матрицы 66
3.1. ПЗС фотоприемные устройства 67
3.1.1. Процесс детектирования фотозаряда в пикселе ПЗС ФПУ 67
3.1.2. Архитектуры различных ПЗС ФПУ 68
3.2. Специальный режим электронного отслеживания (ЭО) изображения на базе строчно-кадровой ПЗС-матрицы 74
3.2.1. Алгоритм управления специального режима ЭО в строчно-кадровой ПЗС-матрице 74
3.2.2. Эффективный размер кадра в специальном режиме ЭО строчно-кадровой ПЗС-матрицы 77
3.3. Экспериментальное изучение энергетических и частотных характеристик реализованного специального режима ЭО строчно-кадровых ПЗС ФПУ 78
3.3.1. Нормированная чувствительность специального режима ЭО 79
3.3.2. Измерение величины максимальной зарядовой ёмкости и собственных шумов в кадровом режиме и в специальном режиме ЭО 80
3.3.3. Измерение функции передачи модуляции «смаза» и рассогласования режима ЭО 85
Выводы по Главе 3 91
Глава 4 Исследование влияния воздействия протонов на строчно-кадровую ПЗС матрицу, работающую в режиме ЭО и в кадровом режиме 92
4.1. Характеристики и условия облучения исследуемого образца ФПУ 94
4.2. Изучение поведения радиационных дефектов в кадровом режиме 96
4.2.1 Дефекты вертикального регистра в кадровом режиме 97
4.2.2. Дефекты фотодиода в кадровом режиме 102
4.3. Изучение поведения радиационных дефектов в специальном режиме ЭО 106
4.3.1. Дефекты вертикального регистра в режиме ЭО 108
4.3.2. Дефекты фотодиода в режиме ЭО 109
4.3.3. Исправление влияния последствий обоих видов радиационных дефектов в режиме ЭО 110
Выводы по Главе 4 114
Глава 5 Макет многощелевого гиперспектрометра с комбинированным отслеживанием изображения и подтверждение эффективности метода комбинированного отслеживания изображения при решении задачи составлении карты концентрации ChlA на базе полученных космических снимков (ГСК МКА-ФКИ) 117
5.1. Макет ГСК с КОИ 117
5.2. Экспериментальное изучение частотной и энергетической характеристик ГСК с КОИ, итоговая частотная сигнально-шумовая характеристика 119
5.3. Модельный расчет оптической схемы ГСК с КОИ для проведения космического эксперимента 125
5.4. Подтверждение важности метода КОИ при решении задачи составления карты концентрации хлорофилла-А 129
5.4.1 Гиперспектральная аппаратура космического базирования (МКА-ФКИ ПН1) 130
5.4.2. Алгоритм вычисления концентрации ChlA 131
5.4.3. Результаты вычисления ChlA для базового и увеличенного значения характеристики отношения сигнала к шуму 134
Выводы по Главе 5 139
Заключение 141
Перечень сокращений 142
Список литературы 143
