Возможности оптики косморазведчиков

[Старый]

Думаю Старый не прав земная атмосфера не фундаментальное ограничение

Конечно не фундаментальное. Но очень реальное. Реальнее некуда.

[АниКей]

Lenta.ru: Новости: http://lenta.ru/news/2012/06/05/telescope/
05.06.2012, вторник, 12:02:29
Обновлено 05.06.2012 в 11:25:43

Воздушно-космические войска России вооружатся мощным телескопом[/size]
"Роскосмос" и Войска воздушно-космической обороны России в 2014 году получат в свое распоряжение высокомощный оптико-лазерный телескоп. Об этом, как сообщает ИТАР-ТАСС, заявил заместитель генерального конструктора компании "Системы прецизионного приборостроения" Евгений Гришин. Система заработает на базе Алтайского оптико-лазерного центра имени Титова и будет установлена на вершине в 650 метров.

Масса нового телескопа, сопоставимого по мощности с американской установкой AEOS на Гавайских островах, составит сто тонн. При этом система сможет осуществлять слежение со скоростью в три градуса в секунду и точностью наведения около двух угловых секунд. Диаметр установки составит 3,12 метра. Другие технические подробности относительно новой оптико-лазерной станции не уточняются.

Телескоп сможет обнаруживать малоразмерные разведывательные спутники, причем слежение за космическими объектами будет осуществляться в инфракрасном спектре без солнечной подсветки. Кроме того, алтайский телескоп сможет лоцировать низкоорбитальные объекты без уголковых отражателей, а также проводить лазерную локацию Луны. Информация от последней операции позволит уточнять влияние системы "Луна-Земля" на орбиты спутников системы ГЛОНАСС.

По словам Гришина, телескоп позволит получать четкие изображения объектов размером со спичечный коробок, находящихся на расстоянии двухсот километров. "Кроме того система способна получить фотометрический сигнал от объекта размером в 2-3 сантиметра на расстоянии 36 тысяч километров", - отметил Гришин, добавив, что разработка и ввод телескопа в эксплуатацию финансируются за счет Федеральной космической программы и гособоронзаказа.

Американский телескоп AEOS, принадлежащий министерству обороны США, считается крупнейшей в мире электронно-оптической системой, предназначенной для отслеживания спутников. Отличительной особенностью телескопа является то, что им могут одновременно пользоваться семь разных исследовательских и военных групп - сигнал с AEOS передается каждой группе через систему зеркал. Система укомплектована адаптивной оптикой, радиометром, спектрографом и длинноволновым инфракрасным датчиком.

[mefisto_x]

Думаю Старый не прав земная атмосфера не фундаментальное ограничение

Конечно не фундаментальное. Но очень реальное. Реальнее некуда.

Адаптивная оптика, "продвинутые" алгоритмы, плюс механизм дополненной реальности, причем дополненная реальность в некоторых случаях будет иметь вероятностный характер, как то так видится решение проблемы

[Stalky]

Думаю Старый не прав земная атмосфера не фундаментальное ограничение

Конечно не фундаментальное. Но очень реальное. Реальнее некуда.

Адаптивная оптика, "продвинутые" алгоритмы, плюс механизм дополненной реальности, причем дополненная реальность в некоторых случаях будет иметь вероятностный характер, как то так видится решение проблемы

Какой именно проблемы?

[dmdimon]

влияния атмосферы(в частности турбулентности), насколько я понимаю

[Stalky]

влияния атмосферы(в частности турбулентности), насколько я понимаю

Уточняю.

В умах любопытствующих сограждан постоянно происходит ИМХО некоторая путаница и смешение понятий: с одной стороны, пространственное разрешение оптической/оптико-электронной системы, с другой, обнаружение и распознавание объектов/целей по изображению формируемому ОЭС...но это хоть и связанные, но разные сущности и их желательно отчетливо различать.

[ronatu]

HST diffraction limit is 0.05 arcseconds.
How much it is on Earth from 200 km above?

0.0485 метра

No more questions. :wink:

[ronatu]

The National Science Foundation has just revealed the existence of not one but two pristine, Hubble-class space telescopes still in their original wrappings in a warehouse in Rochester, N.Y.

The pair was originally built for the National Reconnaissance Office, the agency in charge of spy satellites, to look down at Earth rather than up into space.

But the NRO has moved on to bigger and better instruments, and decided to hand the telescopes over.

Read more: http://www.time.com/time/health/article/0,8599,2116436,00.html#ixzz1wyJpHP9B

[dmdimon]

Ronatu, фишка в том, что дифракционный предел - не совсем предел для вычислительно-синтетических методов. Я ни в коей мере не настаиваю на том, что это _уже_ используется - но матаппарат есть (в частности у меня один из вариантов например) и эксперименты проводятся.


Stalky, обломите меня по возможности в следующей концепции:
1) имеем алгоритмы синтеза фазы - при рассмотрении турбуленции как искажения фазы они позволяют ее игнорировать
2) эти алгоритмы для сходимости требуют >50% предзнания о сцене

а вот тут гипотеза:
если у нас есть серия кадров одной и той-же сцены, то предзнание _не_ необходимо, т.к. мы знаем, что все они должны сойтись к одному результату.

Навскидку - есть подвох? Просто перед тем, как тратить на это время, хочу понять, что я не прозевал что-то очевидное.

[Stalky]

Ronatu, фишка в том, что дифракционный предел - не совсем предел для вычислительно-синтетических методов. Я ни в коей мере не настаиваю на том, что это _уже_ используется - но матаппарат есть (в частности у меня один из вариантов например) и эксперименты проводятся.

Вот честно - не понимаю как это может быть.
Это каким же образом вычислительными методами можно преодолеть дифракционный предел? И что за матаппарат? Он что -"отключает" дифракцию - фильтрует все ее последствия таким образом, что сколь угодно малая точка предмета отображается не кружком рассеяния, а столь же малой точкой изображения? На основе какой информации? Где ее взять?
Вычислительные методы могут позволить улучшить пространственное разрешение изображения, сформированного оптикоэлектронной системой, но ИМХО только за счет парирования искажений вносимых средой распространения и, при определенных условиях, приемником (имхо в случае, когда площадь пятна рассеяния кратно меньше площади элементарного приемника), но как они могут улучшить пространственное разрешение оптической системы, определяемое дифракционным пределом? (см. вышеизложенное).  

Stalky, обломите меня по возможности в следующей концепции:
1) имеем алгоритмы  синтеза фазы - при рассмотрении турбуленции как искажения фазы они позволяют ее игнорировать
2) эти алгоритмы для сходимости требуют >50% предзнания о сцене

а вот тут гипотеза:
если у нас есть серия кадров одной и той-же сцены, то предзнание _не_ необходимо, т.к. мы знаем, что все они должны сойтись к одному результату.

Навскидку - есть подвох? Просто перед тем, как тратить на это время, хочу понять, что я не прозевал что-то очевидное.

Навкидку? Навскидку мы хотим, чтобы решения сходились к одному, но вовсе этого не знаем. С какого перепуга им сходиться к одному решению?
Да, реально исходная сцена одна, но мы ее не знаем, мы оперируем с ее изображением (-ми).  А вот виртуальных сцен, которые могут породить ровно такие же изображения до хрена и больше. Как выбирать будем если мы о ней заранее ничего не знаем?

Ведь в тех же статьях, которые Вы читаете, говориться, что есть не одна проблема, а две - сходимость и неоднозначность.

[dmdimon]

Вот честно - не понимаю как это может быть.

я пока читаю статьи и курю код. т.е. пока тоже не вполне понимаю - но вижу, что вот этим ребятам с однопиксельным датчиком пофигу дифракционный предел, у них другие ограничивающие параметры. Я так понимаю, что у них в идеальной системе ограничивающий разрешение фактор - временной промежуток наблюдения.

Кроме того, есть варианты и попроще. Вот те картинки, где Вы откомментировали что ловко получается - это ведь не фильтрация, а синтез. Там - я понимаю, как работает, т.к. переписывал код. Обратите внимание - 14-дюймовый телескоп на ~350 км должен давать около 50 см. сравните с деталями тарелки которые там видны.

Навкидку? Навскидку мы хотим, чтобы решения сходились к одному, но вовсе этого не знаем. С какого перепуга им сходиться к одному решению?

Ну так реальная-то сцена - одна, глобальный минимум - это реальная сцена и есть, так что если допустим 10 кадров дают разные результаты - это везде локальные минимумы, а вот если индивидуальные результаты начинают коррелировать между собой - то движемся к истинной сцене, так? т.е. корреляция независимых результатов разных кадров между собой как критерий оптимизации ?

[ronatu]

влияния атмосферы(в частности турбулентности), насколько я понимаю

Проблемы возникающие при смотрении вверх и вниз разные.   :wink:

[lll]

has moved on to bigger and better instruments, and decided to hand the telescopes over.

вот интересно, что это за bigger

[ronatu]

[ronatu]

[Stalky]

[quote:eaf932e303="dmdimon"][quote:eaf932e303="Stalky"]Вот честно - не понимаю как это может быть.[/quote:eaf932e303]
 я пока читаю статьи и курю код. т.е. пока тоже не вполне понимаю - но вижу, что вот этим ребятам с однопиксельным датчиком пофигу дифракционный предел, у них другие ограничивающие параметры. Я так понимаю, что у них в идеальной системе ограничивающий разрешение фактор - временной промежуток наблюдения.[/quote:eaf932e303]

C чего Вы это взяли? Они просто синтезируют апертуру громадных размеров, но и для неё также как для обычного телескопа действует ограничение по предельной разрешающей способности- некоторая пропорция отношения длинны волны к размеру апертуры ( базе интерферометра). Тут как раз, в первом приближении, ничего выходящего за рамки нет. Теорема Ван Циттерта-Цернике рулит. Если вы с помощью интерферометра можете измерить компоненты (амплитуду и фазу) функции взаимной когерентности на всей площадке когерентности, то с помощью обратного Фурье получите распределение яркости по источнику и чем большую площадку вы окучите, тем более детальное изображение источника синтезируете.

Но вот в частности интерферометр интенсивностей - прибор лично для меня загадочный и чем больше читаю, тем меньше понимаю.    

Интерферометр Михельсона, который создает интерференцию в пределах кружка рассеяния (Эйри) понимаю, и как с его помощью изображение синтезировать-тоже понимаю, наверное потому, что воспитан на волновой оптике, а не на квантовой, хотя как раз волновая оптика и квантмех сильно близки, но вот интерферометр интенсивностей не понимаю, что там с чем коррелирует - хрен его знает - пока не вкуриваю.

[quote:eaf932e303]Кроме того, есть варианты и попроще. Вот те картинки, где Вы откомментировали что ловко получается - это ведь не фильтрация, а синтез. Там - я понимаю, как работает, т.к. переписывал код. Обратите внимание - 14-дюймовый телескоп на ~350 км должен давать около 50 см. сравните с деталями тарелки которые там видны.[/quote:eaf932e303]

Что есть синтез? Синтез чего? И что Вам ваши коды - смысл явления прояснили?
Я даже спорить с Вами не стану (хотя, честно говоря, я не то чтобы деталей, а и антенны в целом не разглядел, что легко объяснить особенностями моего зрения) - возможно алгоритм что-то такое (что?) и улучшает, но это означает ИМХО только одно, что в исходных кадрах уже содержится вся необходимая для этого информация и предел, который как Вам кажется Вы преодолели - вовсе и не предел, а лишь модельное представление о нём с ограниченной областью применения.

Не нужно ведь всё, что написано в книжках(на заборе), так уж всерьез воспринимать.

Что такое критерий Рэлея? Практически известно, что есть что-то, что назвали дифракцией - в общем смысле это то, что свет в реале не подчиняется законам геометрической оптики и, в частности, никакая оптическая система не может дать точечного изображения точечного источника. Рэлей разработал свой чисто эмпирический критерий для вполне частного, но важного случая - разрешения двух ярких точечных источников на темном фоне. Полезнейшая вещь - он позволяет во всех практически значимых случаях быстро, но только в самом первом приближении , прикинуть что к чему, но нужно ясно понимать, что с протяженными объектами он корректно не работает. Нужно понимать и то, что в нём "зашиты" характеристики человеческого глаза - не самого чувствительного фотометра*. Но Вы то можете глазу помочь - принудительно увеличив контрастность изображения, что также делает сферу корректного применения этого критерия ограниченной.

Таким образом, дифракционные ограничения объективно есть, но вот каков их действительный предел - ХЗ    Вот эта заметка Вам точно понравиться
http://mipt.ru/nauka/trudy/trudy_mipt_14/f_g7cr-arph2d8nqou
найдете статью (9) из списка литературы киньте ссылку, плиз.

PS Но относитесь осторожно, а то я вот прочитал, что "статистика фотоотсчетов не является статистикой фотонов..." и вообще перестал понимать, что с чем в интерферометре интенсивностей может коррелировать :twisted:
http://ufn.ru/ufn05/ufn05_5/Russian/r055c.pdf

* - вообще-то глаз инструмент весьма чувствительный к интенсивности, речь о том, что и при меньшем чем 20 процентов провале источники можно разрешить.

[Stalky]

А откуда картинка? И кто повыкусывал элементы СБ с крайних панелей?

[dmdimon]

Они просто синтезируют апертуру громадных размеров

э-э  да, про слона-то я и забыл ) увлекся особенностями индивидуальной системы )

это означает ИМХО только одно, что в исходных кадрах уже содержится вся необходимая для этого информация и предел, который как Вам кажется Вы преодолели - вовсе и не предел, а лишь модельное представление о нём с ограниченной областью применения.

Безусловно огласен, переформулирую - детализация за дифракционным пределом, посчитанным в соответствии с критерием Релэя по формуле При этом мы понимаем, конечно, что что критерий основан на 20% провале интенсивности и за ним информация тоже есть.

[dmdimon]

Вы правы, мне действительно понравилось ) Спасибо! В принципе близко к моим представлениям. Вторую - почитаю. материал по референсу 9 - http://gpilsinside.umaryland.edu/Courses/GPLS628/Super-resolution%20microscopy%20(Blanpied%20lecture%201-31-07)/Betzig--et%20Lippincott-Schwartz%20et%20Hess--PALM%20for%20single%20molecule%20resolution--Science%202006.pdf , сам пока не прочел.
Вообще на эту тему встречал довольно много статей, но мне интереснее некогерентные пассивные ситуации - здесь же и лазер, и флуоресценция в одном флаконе.

[dmdimon]

удален дубль