Отзыв_опп_Бажанов_1 (Оптические системы малогабаритной гиперспектральной аппаратуры дистанционного зондирования Земли из космоса)

официального оппонента на диссертацию Ли Александра Викторовича «Оптические системы малогабаритной гиперспектральной аппаратуры дистанционного зондирования Земли из космоса», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.07 — «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы» Дистанционное зондирование Земли из космоса переживает бурный период своего развития.

Совершенствуется оптико-электронная аппаратура, создаются центры приема и обработки информации дистанционного зондирования, увеличиваются инфраструктура, расширяется спектр решаемых задач. Гиперспектральная аппаратура (ГСА) дистанционного зондирования Земли из космоса формирует двумерное пространственное изображение одной и той же сцены одновременно в сотнях узких последовательных спектральных каналах, что дает возможность при обработке гиперспектральных данных кроме традиционных методов дешифрирования по форме, размерам и внешнему виду, применять методы спектроскопии для анализа химического состава различных объектов. Таким образом, ГСА объединяет в себе функции изображающих и спектральных приборов. В середине 2000-х годов во многих странах были запущены программы по созданию новой космической ГСА с улучшенными техническими характеристиками, малыми габаритами и массой, с этой целью были разработаны новые оптические системы сложной конструкции.

Однако, из-за отсутствия технологий изготовления и контроля, происходят задержки изготовления и запуска новой аппаратуры в космос. В связи с этим, представленная на отзыв диссертация Ли А.В.„посвященная исследованиям в области проектирования новой гиперспектральной аппаратуры дистанционного зондирования Земли из космоса, несомненно, является актуальной. Цель диссертации заключается в разработке и исследовании новых оптических систем и методик их проектирования для малогабаритной гиперспектральной аппаратуры дистанционного зондирования Земли из космоса.

По структуре, диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Текст диссертации изложен на 175 страницах, содержит 62 рисунка и 17 таблиц. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, определена научная новизна и практическая значимость работы, изложены основные положения диссертации, выносимые на защиту. Первая глава диссертации посвящена обзору и анализу современной и перспективной гиперспектральной аппаратуры дистанционного зондирования Земли из космоса.

Автором рассмотрены особенности схемного построения, технологии изготовления, достоинства и недостатки отечественной и зарубежной ГСА. Сформулирована цель последующих исследований. Вторая глава диссертации посвящена исследованию оптической схемы зеркального автоколлимационного спектрометра, которая имеет ряд отличительных особенностей от существующих схем спектрометров.

В частности, использование трех зеркального объектива с эксцентрично расположенным полем изображения в автоколлимационном режиме, возможность использования разных типов диспергирующих устройств. Автором разработаны методики расчета оптических систем на основе предложенной схемы зеркального автоколлимационного спектрометра с возможностью применения в качестве диспергирующего устройства призменных систем и дифракционных решеток. Также разработана методика габаритного и аберрацион ного расчета трехзеркального объектива с эксцентрично расположенным полем изображения.

В третьей главе диссертации представлена методика юстировки и контроля оптических систем зеркального автоколлимационного спектрометра. Юстировку зеркал спектрометра предложено производить с помощью интерферометрических методов контроля и синтезированных голограмм. Предложена схема контроля зеркальных объективов с эксцентрично расположенным полем с использованием колл иматора и двух плоских поворотных зеркал. Разворотом плоских зеркал на рассчитанные углы пучок лучей из коллиматора направляется в центр входного зрачка в заданную точку углового поля объектива.

Данная операция контроля совмещена с юстировкой выпуклого зеркала спектрометра. Разработаны оригинальные способы юстировки диспергирующего устройства и приемника на основе анализа изображения, получаемого с приемника, при освещении различными типами источников. Важно, что эти способы могут быть обобщены и применены для юстировки любых щелевых спектрометров. В четвертой главе рассмотрены бортовое устройство радиометрической калибровки и бортовое устройство контроля углового положения оптической оси гиперспектральной аппаратуры в процессе съемки. Разработано устройство для контроля изменений чувствительности гиперспектральн ой аппаратуры периодически в процессе эксплуатации, создавая равномерную освещенность с заданным спектральным распределением в угловом поле аппаратуры. Предложено осуществлять спектральную калибровку гиперспектральной аппаратуры по сдвигу изображений спектра, создаваемого спектральными фильтрами из цветного оптического стекла.

Также автором получено решение для расчета колебаний оптической оси гиперспектральной аппаратуры в процессе съемки по измерениям, производимым звездными датчиками угловой ориентации. Эта информация позволит решать фотограмметрические задачи при обработке гиперспектральных снимков с сохранением спектральной информации В пятой главе представлены конструктивные параметры и характеристики оптических систем рассчитанных с использованием разработанных в диссертации методик. Показана возможность исправления всех аберраций и достижения высокого качества изображения в оптических системах зеркального автоколлимационного спектрометра. Разработанные автором оптические системы не уступают по техническим характеристикам известным зарубежным аналогам и при этом являются более технологичными.

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертационной работы. Наиболее существенные научные результаты, полученные в диссертации, заключаются в следующем; 1. Предложена и исследована схема зеркального автоколлимационного спектрометра, обеспечивающая технологичную конструкцию, малые габариты, отсутствие хроматических аберраций. 2.

Разработана методика расчета конструктивных параметров оптических систем на основе схемы зеркального автоколлимационного спектрометра. 3. Рассчитаны конструктивные параметры оптических систем зеркального автоколлнмационного спектрометра, в которых показана возможность исправления дисторсии и достижения близкого к дифракционному качества изображения.

Практическая ценность работы заключается в следующем: 1. Разработана инженерная методика юстировки и контроля предложенных оптических систем. 2. Предложены способы контроля радиометрических характеристик космической гиперспектральной аппаратуры на основе разработанных оптических систем, которые могут быть использованы для ее периодического контроля и калибровки в процессе эксплуатации. 3. Разработаны устройство и методика контроля углового положения оптической оси гиперспектральной аппаратуры в процессе съемки для решения фотограмметрических задач при обработке изображений.

Основные научные результаты диссертационной работы довольно полно опубликованы в 5 статьях в журналах, входящих в Перечень ВАК РФ и доложены на научно-технических конференциях, Новизна разработанных оптических систем подтверждена тремя патентами РФ и патентом Республики Беларусь на изобретения.

Результаты работы внедрены на ПАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» в производственных процессах создания гиперспектраль ной аппаратуры ГСА-РП и аппаратуры ШМАСР, а также использованы в СЧ ОКР «Прибор-ШМАСР», СЧ НИР «Партитура — «КМЗ-Гипер», СЧ ОКР «Бисер», что подтверждается соответствующими актами о внедрении. Автореферат соответствует содержанию работы и в нем отражены основные идеи и выводы диссертации. В качестве замечаний по диссертационной работе следует отметить следующее: Рецензируемая диссертационная работа является завершенной научно- квалификационной работой, выполненной на достаточно высоком научном уровне и имеющая болыпое практическое значение для оптико-электронного приборостроения. Материалы диссертации свидетельствуют о хорошем уровне теоретической и практической подготовки автора А.В.

Ли в области выполненных исследований. Диссертация удовлетворяет требованиям ВАК РФ к диссертациям на соискание ученой степени кандидата технических наук, а ее автор, Ли Александр Викторович, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.07 — «Оптические и оптико- электронные приборы и комплексы». Официальный оппонент Главный конструктор оптических систем АО с<НПК «СПП», доктор технических наук, профессор Ю.В. Бажанов ВрсиА Всфи.шАС Р<~ ФУ ХО~Р~- Подпись Ю.В. Бажанова удостоверяю Начальник отдела кадров АО «НПК «СЙП~> .Туманова 1.

Не проанализирована схема гиперспектрометра Шварцшильда, являющаяся в некотором смысле неавтоколли маци они ым аналогом предлагаемой схемы, в которой также используется плоская дифракционная решетка, но зеркала сферические. 2. Не достаточно подробно приведены результаты расчетов предлагаемых систем (пятна рассеяния, графики МПФ и дисторсии) по которым можно независимо оценивать качество изображения.

3. Имеется ряд редакционных замечаний. Однако указанные замечания не уменьшают ценности выполненной работы и в целом не влияют на общую положительную оценку диссертации. .