автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование и разработка оптико-электронных автоколлимационных систем измерения деформаций элементов конструкции полноповоротного радиотелескопа

На правах рукописи УДК 681.7, 681.58

ВОРОНА Алексей Михайлович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ АВТОКОЛЛИМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ПОЛНОПОВОРОТНОГО РАДИОТЕЛЕСКОПА

Специальность: 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы

и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

00344Э88Э

Санкт -Петербург 2008

003449889

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор И. А. Коняхин

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор В.М. Латыев

кандидат технических наук, доцент В.В. Ефимов

Ведущая организация: Институт проблем машиноведения

Защита диссертации состоится « 18 » ноября 2008 г. в 17 ч. 30 мин. на заседании совета Д 212.227.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском Государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 190000 г. Санкт-Петербург, переулок Гривцова, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « 16 » октября 2008 г.

Ваши отзывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах) просим высылать по адресу: 197101, СПб, Кронверкский пр., 49, СПб ГУ ИТМО

Российской Академии Наук

Ученый секретарь совета Д 212.227.01

Красавцев В.М.

I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время во многих странах реализуется программа строительства нового типа радиотелескопов (РТ) для исследований в перспективном миллиметровом диапазоне длин волн, например: БИТ (Италия) с диаметром зеркала 64 м, ЬМТ (Мексика) с 50-ти метровым зеркалом, МЯО (Япония) - 45 м. Исследования в миллиметровом диапазоне позволят решить как научные проблемы (радиолокационное зондирование космических облаков, астрофизические исследования со сверхвысоким разрешением), так и практические задачи (обеспечение широкополосных линий связи с космическими аппаратами, высокоточное координат-но-временное обеспечение реперных точек на поверхности Земли).

В соответствии с межправительственным соглашением, Россия также создает полноповоротный радиотелескоп РТ-70 (Суффа) с диаметром основного зеркала 70 метров на плато Суффа в Узбекистане.

Для работы в миллиметровом диапазоне необходимо обеспечить высокое качество параболической поверхности зеркала и точное наведение оси зеркальной системы по углам азимута и места (максимальная погрешность порядка 1,5...2 угл. сек).

Базовым элементом системы наведения зеркальной системы РТ-70 является прецезионная трехосная гиростабилизированная платформа (погрешность отсчета углов места и азимута не более 1 угл. сек.), расположенная на значительном удалении (до 20 метров) от вершины параболоида. Вследствие весовых, температурных и ветровых деформаций элементов конструкции РТ фактическое угловое положение оси зеркала может значительно отличаться от величин, снимаемых с датчиков платформы (до 10... 12 угл. мин). Необходимо измерить указанные величины угловых деформаций конструктивных элементов РТ-70 для учета в системе наведения зеркальной системы.

Для контроля углового положения крупногабаритных конструкций эффективны оптико-электронные автоколлимационные системы. Применительно к РТ-70, необходима реализация малогабаритной углоизмеритель-

ной системы, обеспечивающей высокую точность измерения (погрешность не более 1,5...2 утл. сек.) при значительной рабочей дистанции между объектом контроля и автоколлиматором (до 20 м) и относительно широком диапазоне измерения (10. ..12 угл. мин.).

Подобные системы необходимы также при решении многих задач в производственной и научной деятельности: контроле деформаций буровых платформ, доков, фундаментов электростанций и других крупногабаритных объектов.

Однако в настоящее время отсутствуют серийные автоколлиматоры с требуемыми метрологическими параметрами. Известно ограниченное количество схем специальных широкодиапазонных угломеров, недостатком которых является сложная схема и крупные габариты.

Одним из главных факторов, затрудняющих автоколлимационные измерения при значительных (десятки метров) дистанциях до контролируемого объекта, является ограничение рабочих пучков оправами оптических элементов. Следовательно, необходимо создание оптико-электронной автоколлимационной системы измерения деформаций (ОЭАСИД), эффективно работающей в условиях значительного виньетирования рабочего оптического пучка. В настоящее время не существует теории синтеза подобных систем и методик их проектирования.

Указанные обстоятельства определяют актуальность выбора в качестве объекта исследования ОЭАСИД для контроля углового положения элементов конструкции РТ-70, а в качестве предмета исследования - принципов построения автоколлимационных систем, реализующих высокоточные угловые измерения в условиях значительного виньетирования рабочего оптического пучка.

Целью диссертации является разработка принципов построения, методов расчета параметров элементов автоколлимационных углоизмеритель-ных систем с увеличенной рабочей дистанцией, а также теоретическое и экспериментальное исследование влияния виньетирования на точность ОЭАСИД для контроля деформаций элементов крупногабаритных

конструкций, в частности, радиотелескопа РТ-70.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

- проанализировать основные способы увеличения рабочей дистанции и уменьшения погрешности измерения ОЭАСИД, их применимость в системе контроля углового положения элементов конструкции РТ;

- исследовать основные составляющие погрешности измерения ОЭАСИД, определить соотношения между параметрами компонентов ОЭАСИД и видом её статической характеристики;

- реализовать компьютерные модели функционирования ОЭАСИД измерения угловых деформаций элементов РТ-70;

- на основе компьютерных моделей исследовать соотношения между параметрами элементов ОЭАСИД и ее метрологическими параметрами, а также проанализировать влияние основных составляющих погрешности измерения;

- проверить правильность полученных теоретических положений и алгоритмов моделирования экспериментальными исследованиями на реализованном макете ОЭАСИД измерения угловых деформаций элементов РТ-70;

- разработать алгоритм компенсации погрешности измерения вследствие виньетирования, позволяющий повысить точность ОЭАСИД для измерения деформаций элементов конструкций крупногабаритных инженерных сооружений.

Методы исследования. Для теоретического анализа применяются соотношения геометрической оптики, векторно-матричные методы расчета, элементы теории обработки оптических сигналов, а также разработанные на их основе методики исследования соотношений между параметрами автоколлимационных углоизмерительиых систем.

В экспериментальной области используются детерминированные и имитационные компьютерные модели функциональных элементов ОЭАСИД. Также используется физические модели (макеты), реализующие

основные компоненты ОЭАСИД и алгоритмы их функционирования.

Новые научные результаты, выносимые на защиту:

1. Результаты сравнительного анализа основных схем построения ОЭАСИД по критериям минимизации погрешности измерения и увеличения рабочей дистанции, определяющие предпочтительность использования автоколимационных измерений в авторефлексионном варианте при условии компенсации погрешностей вследствие виньетирования.

2. Аналитическое описание явления виньетирования оптического пучка в ОЭАСИД, основанное на сформулированных граничных условиях, позволяющее установить функциональную зависимость погрешности измерения с основными параметрами и характеристиками элементами оптической схемы ОЭАСИД.

3. Принцип построения схемы ОЭАСИД с увеличенной рабочей дистанцией, согласно которого излучающая марка автоколлиматора располагается в выходном зрачке объектива, а анализатор — в плоскости изображения марки, сформированного пучком, отражённым от контрольного элемента, при этом диаметры объектива и контрольного элемента, рабочая дистанция и диапазон измеряемого угла связаны найденным соотношением.

4. Методы и алгоритмы минимизации и компенсации составляющих погрешности измерения ОЭАСИД, основанные на учёте систематических погрешностей на этапе обработки видео кадра.

5. Принципы построения детерминированных и имитационных компьютерных моделей ОЭАСИД, позволяющих исследовать влияние первичных погрешностей, а также результаты выполненных с их помощью исследований.

6. Также защищаются разработанные автором:

- алгоритм учёта систематических погрешностей измерения вследствие виньетирования в реальном масштабе времени;

- методика габаритного расчёта параметров элементов оптической схемы ОЭАСИД;

- методика экспериментального исследования составляющих погреш-

ности измерения ОЭАСИД с использованием разработанных моделей и макетов;

- результаты экспериментального исследования макетов ОЭАСИД.

Практическая ценность работы.

1. Выполнен анализ составляющих погрешности измерения ОЭАСИД для практического варианта использования в составе измерительного канала системы учёта влияния деформаций конструктивных элементов РТ-70.

2. Разработана алгоритмическая (компьютерная) модель процесса измерения углов в условиях виньетирования оптического пучка, позволяющая оценить достоверность аналитической модели виньетирования.

3. Результаты экспериментов на компьютерных моделях позволили выработать пути увеличения диапазона измерения и повышения точности измерения систем первого и второго уровней контроля деформаций элементов РТ-70.

4. Эксперименты с макетом ОЭАСИД позволили оптимизировать соотношения между параметрами опто-элекгронных компонентов по критерию повышения точности и увеличения диапазона измерения.

Внедрение результатов работы отражено двумя актами использования методик измерения поворота объекта в системах контроля угловых деформаций элементов конструкции РТ-70 и практических алгоритмов компенсации погрешности измерения вследствие виньетирования — в отраслевой лаборатории кафедры Оптико-электронных приборов и систем СПб ГУ ИТМО, а также в учебном процессе СПб ГУ ИТМО.

Апробапия работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

-XXXI Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, Санкт-Петербург, 2002 г.

- XXXII Научная и учебно-методическая конференция СПбГИТМО(ТУ), Санкт-Петербург, 2003 г.

- Третья международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2003», Санкт-Петербург, 2003 г.

-8- XXXIII учебно-методическая конференция СПбГУ ИТМО, Санкт-Петербург, 2004 г.

- XXXIV научная и учебно-методическая конференция СПбГУ ИТМО, Санкт-Петербург, 2005 г.

- VII Международная конференция «Прикладная оптика-2006», Санкт-Петербург, 2006 г.

- XXXV научная и учебно-методическая конференция СПбГУ ИТМО «Достижения ученых, аспирантов и студентов университета в науке и образовании», Санкт-Петербург, 2006 г.

- 4th International Symposium on Instrumentation Science and Technology, Harbin, China, 8-12 August, 2006 r.

-1П Межвузовская конференция молодых ученых. Сессии научных школ, Санкт-Петербург, 2006 г.

- XXXV учебно-методическая конференция профессорско-преподавательского состава СПб ГУ ИТМО, Санкт-Петербург, 2006 г.

- IV межвузовская конференция молодых учёных, Сессии научных школ, Санкт-Петербург, 2007 г.

- XXXVI научная и учебно-методическая конференция профессорско-преподавательского и научного состава, Санкт-Петербург, 2007 г.

-V международная конференция молодых ученых и специалистов "0птика-2007", Санкт-Петербург, 2007 г.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 9 статьях и тезисах докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка и приложения. Работа содержит 107 страниц, включая 55 рисунков; библиографический список включает 90 наименований.

II КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность работы. Указываются контрольно-измерительные задачи, средства решения которых составляют область диссертационных исследований, рассматриваются их особенности,

определяемые характеристиками элементов конструкции радиотелескопа миллиметрового диапазона. Формулируются цель и задачи диссертационного исследования.

В Главе 1 выполнен анализ известных углоизмерительных систем контроля деформаций крупногабаритных объектов, рассмотрены общие принципы построения ОЭАСИД.

Система контроля угловых деформаций элементов конструкции РТ-70 включает три измерительных канала (рис. 1).

Рис. 1. Система измерения угловых деформаций РТ-70

- канал измерения углового положения опорного кольца (базы датчиков системы адаптации поверхности главного зеркала), расположенного в вершине параболического зеркала (ОК на рис. 1), относительно верхней части корпуса гиростабилизированной платформы (ГСП) — рабочая дистанция 12 метров, диапазон измерения 12 угл. мин (деформированный элемент — несущая сигара основного зеркала);

- два идентичных канала измерения углового положения соответственно левой и правой цапф угломестной оси относительно боковых частей корпуса ГСП — рабочая дистанция 18 метров, диапазон измерения 10 угл. мин. (деформированный элемент — угломестная ось).

Каждый канал представляет собой ОЭАСИД, которая включает автоколлиматор (АК1, АК2, АКЗ, соответственно), установленный на конструктивном элементе и контрольный элемент (КЭ) — плоское зеркало, расположенное на корпусе ГСП. Погрешность измерения каждой ОЭАСИД не должна превышать 2 угл. сек.

Анализ показал, что известные схемы специальных широкодиапазонных угломеров не позволяют решать задачу минимизации габаритов ОЭАСИД на требуемых рабочих дистанциях. Выявлены факторы, препятствующие увеличению рабочей дистанции при автоколлимационных измерениях.

Анализ составляющих погрешности ОАЭСИД показал существенный вклад погрешности измерения вследствие виньетирования в общую погрешность измерения, а также выявил систематический характер этой погрешности. Сформулированы конкретные задачи диссертационного исследования.

В Главе 2 рассмотрены составляющие погрешности измерения ОЭАСИД. Теоретически исследовано явление виньетирования и его связь с погрешностью измерения. Произведено математическое моделирование ОЭАСИД РТ-70, выполнено теоретическое сравнение автоколлимационной и авторефлексионной схем построения.

При реализации малогабаритных автоколлиматоров типично виньетирование оптических пучков, формирующих изображение марки в плоскости анализа. Величина виньетирования сложным образом зависит от угла поворота КЭ. В частности, при «нулевом» положении КЭ виньетирование симметрично относительно центра изображения. При повороте контролируемого элемента виньетирование становится асимметричным, что приводит к искажению распределения освещённости в изображении марки. Анализ показал, что до некоторого порогового значения угла поворота КЭ @гр такая асимметрия не приводит к искажению геометрической формы изображения (такое виньетирование может быть названо «регулярным»), а при повороте КЭ на больший угол происходит полное виньетирование ча-

сти формирующих изображение лучей и искажение геометрической формы изображения («радикальное» виньетирование). Величина угла в,р :

0)

где О, - диаметр объектива, Ь - расстояние до КЭ. Исследование влияния виньетирования на погрешность измерения выполнялось для двух видов автоколлимационных систем: собственно автоколлимационных и авторефлсксионных (см. рис. 2).

Рис. 2. К сравнению собственно автоколлимационного (АК) и авторефлек-сионного (АЯ) видов ОЭАСИД.

Цифрами обозначены' 1 — объектив, 2 — источник излучения, 3 — КЭ, 4 — анализатор изображения, 5 — полупрозрачное зеркало.

Особенностью метрологической задачи измерения угловых деформаций элементов РТ-70 является значительная (по сравнению с типовым автоколлиматором) дистанция до контрольного элемента, что определило сравнение вариантов построения ОЭАСИД именно по критерию величины рабочей дистанции.

Получено, что максимальная рабочая дистанция I для рассматриваемых схем определяется соответственно выражениями:

для автоколлимационнои

для авторефлексионной

1/2-Д + Д,

(2) (3)

где А — диаметр входного зрачка объектива, А — диаметр зеркала,

-12— угол расходимости оптического пучка, @т„ — максимальное угол поворота КЭ.

Из сравнительного анализа выражений (2) и (3) следует, что при сравнимых параметрах элементов схем при использовании алгоритма компенсации погрешности виньетирования авторефлексионная схема позволяет обеспечить большую рабочую дистанцию и/или диапазон изменения измеряемого угла (рис. 3).

Рис. 3. Относительная эффективность авторефлексионной схемы по критерию максимальной рабочей дистанции ( р малое)

На основании произведённого анализа для реализации ОЭАСИД РТ-70 была выбрана авторефлексионная схема, которая и исследовалась в дальнейшем.

Для авторефлексионной схемы ОЭАСИД была разработана теоретическая модель, в основе которой лежит исследование регулярного виньетирования рабочего пучка, базирующееся на сформулированных четырёх граничных условиях: нормировки относительной функции виньетирования, симметричности изменения распределения облучённости в изображения относительно знака угла поворота КЭ, сохранения энергии в изображении описываемом нормированной функцией виньетирования, реализации радикального виньетирования.

На основе теоретической модели разработан алгоритм компенсации погрешности измерения вследствие регулярного виньетирования.

В Главе 3 рассмотрены принципы построения и реализована компьютерная модель ОЭАСИД на уровне структурной схемы, позволяющая имитировать влияние первичных погрешностей элементов измерительной цепи. Разработана методика экспериментальных исследований с использованием модели.

Модель включает следующие алгоритмические блоки: расчёт определяющих соотношений между параметрами оптических элементов измерительной системы; определение вида изображения и распределения облучённости в плоскости анализа при отсутствии поворота КЭ; имитация поворота КЭ; учёт влияния виньетирования на различных оптических элементах; моделирование влияния матричного анализатора; определение погрешности измерения углов как функции величины поворота КЭ.

Для моделирования распределения облучённости в невиньетирован-ном изображении используется математическая модель вида:

£(р) = -^-(агссс«(р)-\/\-р2-р), р=\1р]тр2у (4)

где рх,ру — относительные координаты точки марки. Синтезированная облучённость изображения показана на рисунке 3.

Рис. 4. Модель облученности в изображении марки на матричном анализаторе Моделирование выполнено в среде математического моделирования БсПаЬ 5.0 с выделением отдельных этапов моделирования в программные блоки.

При экспериментах с моделью исследовались зависимость погрешности измерения от основных параметров ОЭАСИД: дистанции до КЭ, апертуры и фокусного расстояния объектива автоколлиматора, формируемого размера изображения в плоскости анализа, дискретности матричного анализатора. Например, влияние дискретности матричного анализатора (см. Табл. 1) носит сложный нелинейный характер. Исследовалась зависимость погрешности измерения координаты центра изображения ( 5 ) от относительного размера изображения, выраженного в количестве пикселей анализатора, укладывающихся в диаметр изображения ( V ).

Таблица 1. Погрешность измерения координаты центра изображения

Относительный размер изображения V Погрешность измерения 5 , приведённая к элементу анализатора изображения

0=30" 0=60"

2 103,4 103,5

4 14,3 14,4

8 1,9 2,0

16 0,28 0,39

32 0,07 0,18

64 0,04 0,16

128 0,04 0,16

256 0,04 0,16

512 0,04 0,16

Из полученных данных следует, что современные матричные анализаторы изображения способны обеспечить достаточный уровень пространственного разрешения для практического исключения влияния погрешности вследствие дискретности приёмной площадки анализатора на погрешность измерения ОЭАСИД.

Статические характеристики ОЭАСИД, полученные в результате моделирования (рис. 5), позволяют оценить для данной рабочей дистанции диапазон измерения угла (участок вне радикального виньетирования) и величину суммарной погрешности измерения в нём, а также проверить разработанный алгоритм компенсации погрешности измерения.

х £ и

а о

ш О С

ц

е >

а)

1= Юм

30 20-

о-:

-Ю-

I. = 20м

= 30м

1_ = 40м

Область регулярного виньетирования (1_ = 20м)

Угол поворота КЭ, угл.мин.

Рис 5. Статические характеристики ОЭАСИД, полученные в результате моделирования (а — общий вид, б — величина систематической погрешности — масштаб полулогарифмический)

Имитационное компьютерное моделирование подтвердило достоверность теоретической модели.

В Главе 4 рассмотрены результаты экспериментальной проверки достоверности полученных результатов теоретического анализа и компьютерного моделирования.

По разработанным методикам спроектирован и реализован макет ОЭАСИД для измерения угловых деформаций конструктивных элементов РТ-70. Для обеспечения эксперимента был разработан программно-аппаратный комплекс в составе специального программного обеспечения, включающий в себя пакет оригинальных адаптивных алгоритмов автоматической компенсации погрешностей измерения.

Макет ОЭАСИД был построен по авторефлексионной схеме (рис. б). Исследовалась статическая характеристика системы и её зависимость от виньетирования.

При проведении эксперимента воспроизведена метрологическая задача измерения угловых деформаций угломестной оси РТ-70 (соответствует каналу измерения углового положения цапфы оси относительно ГСП — рис. 1): дистанция между КЭ и автоколлиматором — 23 м, диапазон изменения контролируемого угла — 10 угл. мин.

8Ю)) #2 - (Цб

АК — автоколлиматор; 1 — излучающая марка (источник излучения со сменными диафрагмами 2); 3 — виброизолированная опора; 4 — платформа с отсчетом угла поворота; 5 — контрольный элемент с набором диафрагм 6; 7 — объектив коллиматора с набором диафрагм 8; 9 — матричный фотоприемник; 10 — система первичной обработки и ввода видео-кадра; 11 —система анализа видео-кадра, 12 — СУБД результатов эксперимента

Параметры ОЭАСИД: объектив автоколлиматора с фокусным расстоя-

нием 400 мм и относительным отверстием 1:8, марка в виде полупроводникового излучающего диода SFH 485 Р (Siemens) мощностью 10 мВт. Анализатор - КМОП матрица OV5610 Color CMOS QSXGA (5.17 MPixel), размер пиксела 2,8 х 2,8 мкм. Контрольный элемент - плоское зеркало со световым диаметром 75 мм смонтированное на калиброванной поворотной подвижке (погрешность задания угла — I угл.сек.). Фотографии основных блоков показаны на рис. 7.

Рис. 7, Фотографии АК и КЭ измерительной установки

В экспериментах снимались статические характеристики системы при различных соотношениях световых диаметров оптических элементов (использовались наборы диафрагм) и алгоритмах компенсации погрешности измерения.

В результате экспериментов было подтверждено наличие следующей из теоретического анализа систематической погрешности, обусловленной регулярным виньетированием и составляющей на краю диапазона величину до 12 угл. сек. (рис. 8). Теоретическая зависимость соответствует экспериментальным данным, что позволяет в завершающем эксперименте устранить систематическую составляющую погрешности измерения. В результате среднеквадратическое значение нескомпенсированной случайной со-

ставляющей погрешности измерения составило не более 2 угл. сек, что соответствует требуемой точности ОЭАСИД для измерения угловых деформаций конструктивных элементов РТ-70.

-В -6 -4 -2 О 2 4 6 8

Угол поворота КЗ, угл. мин.

Рис. 8. Погрешность измерения угла поворота КЭ (экспериментальные данные — кружки, теоретическая зависимость — сплошная линия)

Результаты экспериментальных исследований па компьютерных моделях и макете ОЭАСИД подтвердили адекватность реализованных математических и физических моделей, а также правильность найденных соотношений между параметрами исследованных систем.

Ш ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рассмотрены принципы построения оптико-электронных автоколлимационных систем измерения угловых деформаций крупногабаритных инженерных сооружений.

2. Выполнен анализ составляющих погрешности измерения ОЭАСИД для практического варианта использования в составе измерительного канала систем РТ-70.

-193. Выполнен сравнительный анализ двух вариантов построения ОЭАСИД: автоколлимационного и авторефлексионного. В результате анализа выбран авторефлексионный вариант как основной при реализации ОЭАСИД для контроля деформаций элементов конструкции РТ-70.

4. Получено аналитическое описание явления виньетирования и его влияние на погрешность измерения деформации в ОЭАСИД.

5. Для проверки достоверности полученных теоретических результатов разработаны имитационные модели ОЭАСИД на уровне структурной схемы. С использованием моделей выполнены исследования влияния составляющих погрешности на точностные характеристики ОЭАСИД.

6. Реализован макет ОЭАСИД, экспериментальные исследования которого подтвердили достоверность полученных теоретических результатов.

7. Теоретические и экспериментальные исследования доказали возможность реализации высокоточной системы измерения угловых деформаций элементов крупногабаритных конструкций с увеличенной рабочей дистанцией.

Результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Коняхин И.А., Михеев C.B., Ворона A.M. Сравнительный анализ методов компьютерной обработки видеокадров ПЗС-камер. Научно-технический вестник СПб ГИТМО(ТУ). Выпуск 9. Подготовка научных кадров: методики, технологии, результаты. / Под ред. Ю.А. Гатчина. СПб: СПб ГИТМО(ТУ), 2003. с. 57-59.

2. Коняхин И.А., Ворона A.M. Экспериментальные исследования широкодиапазонного коллиматора. Научно-технический вестник СПбГУ ШМО. Выпуск 18. Исследования в области оптики и физики / Под ред. В.Н. Васильева. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2005г. с. 224-227.

3. Ворона A.M. Экспериментальное исследование погрешности авторефлексионных измерений вследствие виньетирования. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 26. Исследования в области приборостроения / Под ред. В.Н. Васильева. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006г. с. 94-97.

г

<VJ

-204. Поляков В.М., Коняхин И.А., Ворона А.М., Син Сянмин, Исследование авторефлексионной углоизмерительной системы с алгоритмической компенсацией систематической составляющей погрешности, вызванной виньетированием. VII международная конференция "Прикладная оптика". СПб, 2006г.

5.1A Konyakhin, VMPolyakov, AMVorona. Research on the Methods to Compensate the Systematic Error at Optical Autoreflection Angular Measurements, Journal of Physics: Conference Series, 48 (1), p.932-936,2006. 6.1A Konyakhin, A N Timofeev, A M Vorona. Optic-electronic systems for measuring angle deformations of a fully rotateable radiotelescope, Journal of Physics: Conference Series, 48 (1), p.1407-1412, 2007. 7. Ворона A.M. Анализ регулярного виньетирования в авторефлексионных углоизмерительных системах. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 38. Исследования в области оптики, приборостроения и управления. Труды молодых ученых / Под ред. В.Н. Васильева. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007г. с.52-57.

8. Ворона A.M. Особенности регулярного виньетирования в авторефлексионных углоизмерительных системах. Труды пятой Международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2007". Санкт-Петербург, 15-19 октября 2007, СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. с. 250-251 9. Ворона А.М., Коняхин И.А. Исследование регулярного виньетирования в оптико-электронных системах измерения угловых деформаций крупногабаритных конструкций. Изв. вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51, №09. С. 14-18.

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении «Университетские телекоммуникации"

197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49. Тел (812) 233-46-69.

Тираж 100 экз.

Оглавление.

Перечень сокращений.

Введение.

Глава 1. Сравнительный анализ основных видов и типов оптико-электронных автоколлимационных угломеров.

1.1. Обзор схем построения измерительных систем.

1.2. Обобщенная структурная схема оптико-электронного автоколлиматора.

1.3. Алгоритм автоколлимационных измерений.

1.4. Авторефлексионные измерения.

1.5. Эффективность автоколлимационных ОЭС.

1.6. Автоматизация измерений.

1.7. Обзор промышленных автоколлиматоров и анализ их соответствия метрологическим требованиям РТ-70.

1.8. Анализ погрешности измерения ОЭАСИД.

1.9. Погрешность измерения вследствие виньетирования.

1.10. Основные методы уменьшения погрешности измерения вследствие виньетирования.

1.10.1 Схемы ОЭАСИД с активной компенсацией отклонения пучка.

1.10.2 Схемы ОЭАСИД с рабочим поли-пучком.

1.10.3 Схемы ОЭАСИД со специальными контрольными элементами.

1.11. Направления и задачи диссертационного исследования.

Глава 2. Исследование погрешности измерения ОЭАСИД.

2.1. Обоснование выбора объекта исследования.

2.2. Анализ основных составляющих погрешности измерения ОЭАСИД.

2.3. Анализ погрешности измерения вследствие виньетирования.

2.4. Сравнительный анализ основных видов автоколлимационных систем

2.5. Влияние регулярного виньетирования на погрешность измерения.

2.6. Влияние радикального виньетирования на погрешность измерения.

2.7. Математическое моделирование ОЭАСИД с учётом виньетирования

Глава 3. Компьютерное моделирование ОЭАСИД.

3.1. Общий вид функции распределения облучённости в изображении, определяемый виньетированием пучка.

3.2. Вид функции распределения облучённости в относительных координатах.

3.3. Определение двумерной функции относительной облучённости изображения.

3.4. Рассмотрение распределения освещённости в плоскости анализа.

3.5. Моделирование измерительной схемы ОЭАСИД.

3.6. Исследование погрешности вследствие виньетирования.

3.7. Исследование зависимости статической характеристики ОЭАСИД от параметров и характеристик системы.

Актуальность работы. Одним из основных направлений развития современной радиоастрономии является исследование объектов Вселенной в миллиметровом диапазоне длин волн. Во многих странах мира реализуются программы строительства новых типа радиотелескопов (РТ), способных работать в миллиметровом диапазоне длин волн. Освоение диапазона длин волн, занимающего промежуток между широко используемыми сантиметровым и оптическими диапазонами в радиосистемах и радиоастрономии позволит решить ряд важнейших научных проблем (радиолокационное зондирование космических облаков, астрофизические исследования со сверхвысоким разрешением) и практических задач (обеспечение широкополосных линий связи с космическими аппаратами, высокоточное координатно-временное обеспечение репер-ных точек на поверхности Земли).

Правительство Россией в соответствии с межправительственным соглашением с правительством Узбекистана реализует крупный проект по созданию радиообсерватории миллиметрового диапазона на плато Суффа (Узбекистан). Основным инструментом обсерватории будет полноповоротный радиотелескоп (РТ) типа РТ-70 с параметрами: основное зеркало (ОЗ) - осесиммет-ричный фрагмент параболоида с фокусным расстоянием 21 метр, составленный из 1200 отражающих щитов; диаметр ОЗ - 70 метров; диаметр контррефлектора (КР) - 3 метра. Такой радиотелескоп сравним со строящимися или обновляемыми РТ: БЭТ (Италия) с диаметром зеркала 64 м, ЬМТ (Мексика) — 50 м, ]ЧПЮ (Япония) - 45 м. При этом характеристики РТ-70 будут заметно превосходить характеристики указанных аналогов.

Особенностью РТ как средства исследований в миллиметровом диапазоне длин волн являются высокие требования к качеству параболической поверхности ОЗ и точности наведения зеркальной системы по углам азимута и места (допустимая погрешность 1,5.2 угл. сек). Базовым элементом системы наведения зеркальной системы РТ-70 является прецезионная трехосная гиростабилизированная платформа (погрешность отсчета углов места и азимута не более 1 угл. сек.), расположенная на значительном удалении (до 20 метров) от вершины параболоида. Вместе с тем многотонный вес, температурные изменения приводят к деформациям элементов конструкции РТ, что приводит к отличию измеренных ГСП углам от фактического направления оси ОЗ до 10.12 угл.мин. Для достижения требуемых параметров отражающих элементов РТ необходимо измерить указанные величины угловых деформаций конструктивных элементов РТ-70 для учета в системе наведения зеркальной системы.

Для контроля углового положения крупногабаритных конструкций эффективны оптико-электронные автоколлимационные системы. Применительно к РТ-70, необходима реализация малогабаритной углоизмерительной системы, обеспечивающей высокую точность измерения (погрешность не более 1,5.2 угл. сек.) при значительной рабочей дистанции между объектом контроля и автоколлиматором (до 20 м) и относительно широком диапазоне измерения (10. 12 угл. мин.).

Подобные системы необходимы также при решении многих задач в производственной и научной деятельности: контроле деформаций буровых платформ, доков, фундаментов электростанций и других крупногабаритных объектов.

Одним из главных факторов, затрудняющих автоколлимационные измерения при значительных (десятки метров) дистанциях до контролируемого объекта, является ограничение рабочих пучков оправами оптических элементов. Следовательно, необходимо создание оптико-электронной автоколлимационной системы измерения деформаций (ОЭАСИД), эффективно работающей в условиях значительного виньетирования рабочего оптического пучка. В настоящее время не существует теории синтеза подобных систем и методик их проектирования.

Указанные обстоятельства определяют актуальность выбора в качестве объекта исследования ОЭАСИД для контроля углового положения элементов конструкции РТ-70, а в качестве предмета исследования - принципов построения автоколлимационных систем, реализующих высокоточные угловые измерения в условиях значительного виньетирования рабочего оптического пучка.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. проанализировать основные способы увеличения рабочей дистанции и уменьшения погрешности измерения ОЭАСИД, их применимость в системе контроля углового положения элементов конструкции РТ;

2. исследовать основные составляющие погрешности измерения ОЭАСИД, определить соотношения между параметрами компонентов ОЭАСИД и видом её статической характеристики;

3. реализовать компьютерные модели функционирования ОЭАСИД измерения угловых деформаций элементов РТ-70;

4. на основе компьютерных моделей исследовать соотношения между параметрами элементов ОЭАСИД и ее метрологическими параметрами, а также проанализировать влияние основных составляющих погрешности измерения;

5. проверить правильность полученных теоретических положений и алгоритмов моделирования экспериментальными исследованиями на реализованном макете ОЭАСИД измерения угловых деформаций элементов РТ-70;

6. разработать алгоритм компенсации погрешности измерения вследствие виньетирования, позволяющий повысить точность ОЭАСИД для измерения деформаций элементов конструкций крупногабаритных инженерных сооружений.

Методы исследования. Для теоретического анализа применяются соотношения геометрической оптики, векторно-матричные методы расчета, элементы теории обработки оптических сигналов, а также разработанные на их основе методики исследования соотношений между параметрами автоколлимационных углоизмерительных систем.

В экспериментальной области используются детерминированные и имитационные компьютерные модели функциональных элементов ОЭАСИД. Также используется физические модели (макеты), реализующие основные компоненты ОЭАСИД и алгоритмы их функционирования.

Новые научные результаты, выносимые на защиту:

1. Результаты сравнительного анализа основных схем построения ОЭАСИД по критериям минимизации погрешности измерения и увеличения рабочей дистанции, определяющие предпочтительность использования авто-колимационных измерений в авторефлексионном варианте при условии компенсации погрешностей вследствие виньетирования.

2. Аналитическое описание явления виньетирования оптического пучка в ОЭАСИД, основанное на сформулированных граничных условиях, позволяющее установить функциональную зависимость погрешности измерения с основными параметрами и характеристиками элементами оптической схемы ОЭАСИД.

3. Принцип построения схемы ОЭАСИД с увеличенной рабочей дистанцией, согласно которого излучающая марка автоколлиматора располагается в выходном зрачке объектива, а анализатор — в плоскости изображения марки, сформированного пучком, отражённым от контрольного элемента, при этом диаметры объектива и контрольного элемента, рабочая дистанция и диапазон измеряемого угла связаны найденным соотношением.

4. Методы и алгоритмы минимизации и компенсации составляющих погрешности измерения ОЭАСИД, основанные на учёте систематических погрешностей на этапе обработки видео кадра.

5. Принципы построения детерминированных и имитационных компьютерных моделей ОЭАСИД, позволяющих исследовать влияние первичных погрешностей, а также результаты выполненных с их помощью исследований.

6. Также защищаются разработанные автором:

- алгоритм учёта систематических погрешностей измерения вследствие виньетирования в реальном масштабе времени;

- методика габаритного расчёта параметров элементов оптической схемы ОЭАСИД;

- методика экспериментального исследования составляющих погрешности измерения ОЭАСИД с использованием разработанных моделей и макетов;

- результаты экспериментального исследования макетов ОЭАСИД.

Практическая ценность работы.

1. Выполнен анализ составляющих погрешности измерения ОЭАСИД для практического варианта использования в составе измерительного канала системы учёта влияния деформаций конструктивных элементов РТ-70.

2. Разработана алгоритмическая (компьютерная) модель процесса измерения углов в условиях виньетирования оптического пучка, позволяющая оценить достоверность аналитической модели виньетирования.

3. Результаты экспериментов на компьютерных моделях позволили выработать пути увеличения диапазона измерения и повышения точности измерения систем первого и второго уровней контроля деформаций элементов РТ-70.

4. Эксперименты с макетом ОЭАСИД позволили оптимизировать соотношения между параметрами опто-электронных компонентов по критерию повышения точности и увеличения диапазона измерения.

Структура диссертационной работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка и приложения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рассмотрены принципы построения оптико-электронных автоколлимационных систем измерения угловых деформаций крупногабаритных инженерных сооружений;

2. Выполнен анализ составляющих погрешности измерения ОЭАСИД для практического варианта использования в составе измерительного канала систем РТ-70;

3. Выполнен сравнительный анализ двух вариантов построения ОЭАСИД: автоколлимационного и авторефлексионного. В результате анализа выбран авторефлексионный вариант как основной при реализации ОЭАСИД для контроля деформаций элементов конструкции РТ-70;

4. Получено аналитическое описание явления виньетирования и его влияние на погрешность измерения деформации в ОЭАСИД;

5. Для проверки достоверности полученных теоретических результатов разработаны имитационные модели ОЭАСИД на уровне структурной схемы. С использованием моделей выполнены исследования влияния составляющих погрешности на точностные характеристики ОЭАСИД;

6. Реализован макет ОЭАСИД, экспериментальные исследования которого подтвердили достоверность полученных теоретических результатов;

7. Теоретические и экспериментальные исследования доказали возможность реализации высокоточной системы измерения угловых деформаций элементов крупногабаритных конструкций с увеличенной рабочей дистанцией.

Результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Коняхин И.А., Михеев С.В., Ворона A.M. Сравнительный анализ методов компьютерной обработки видеокадров ПЗС-камер. Научно-технический вестник СПб ГИТМО(ТУ). Выпуск 9. Подготовка научных кадров: методики, технологии, результаты. / Под ред. Ю.А. Гатчина. СПб: СПб ГИТМО(ТУ), 2003. с. 57-59.

2. Коняхин И.А., Ворона A.M. Экспериментальные исследования широкодиапазонного коллиматора. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 18. Исследования в области оптики и физики / Под ред. В.Н. Васильева. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2005г. с. 224-227.

3. Ворона A.M. Экспериментальное исследование погрешности авторефлекси-онных измерений вследствие виньетирования. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 26. Исследования в области приборостроения / Под ред. В.Н. Васильева. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006г. с. 94-97.

4. Поляков В.М., Коняхин И.А., Ворона A.M., Син Сянмин, Исследование авторефлексионной углоизмерительной системы с алгоритмической компенсацией систематической составляющей погрешности, вызванной виньетированием. VII международная конференция "Прикладная оптика". СПб, 2006г.

5.1A Konyakhin, V М Polyakov, А М Vorona. Research on the Methods to Compensate the Systematic Error at Optical Autoreflection Angular Measurements, Journal of Physics: Conference Series, 48 (1), p.932-936, 2006.

6.1A Konyakhin, A N Timofeev, A M Vorona. Optic-electronic systems for measuring angle deformations of a' fully rotateable radiotelescope, Journal of Physics: Conference Series, 48 (1), p.1407-1412, 2007.

7. Ворона A.M. Анализ регулярного виньетирования в авторефлексионных углоизмерительных системах. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 38. Исследования в области оптики, приборостроения и управления. Труды молодых ученых / Под ред. В.Н. Васильева. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007г. с.52-57.

8. Ворона A.M. Особенности регулярного виньетирования в авторефлексионных углоизмерительных системах. Труды пятой международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2007". Санкт-Петербург, 15-19 октября 2007, СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. с. 250-251

9. Ворона A.M., Коняхин И.А. Исследование регулярного виньетирования в оптико-электронных системах измерения угловых деформаций крупногабаритных конструкций. Изв. вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51, №09. С. 14-18.

1. Ананьев Ю.Ф. Гироскопические приборы и навигационные системы.-М.: Недра, 1971, ч.1.

2. Андреев А.Л., Коняхин И.А., Нужин A.B. и др. Трёхкоординатный датчик взаимных угловых рассогласований/Юптико-электронные приборы в контрольно-измерительной технике/под ред. Л.Ф. Порфирьева. -Л.: ЛИТМО, 1983.- (Тр. ЛИТМО).

3. Андреев А.Л. Коняхин И.А. Методические указания к выполнению УИРС. Ленинградский институт точной механики и оптики, 1986.

4. Андреев А.Л. Автоматизированные телевизионные системы наблюдения. Ч. 2. Арифметико-логические основы и алгоритмы / Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования.- СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005.

5. Андреев А.Л., Нужин A.B., Панков Э.Д. О повышении точности позиционно-чувствительного датчика на ПЗС// Изв. ВУЗов — Приборостроение, 1984., № 4, с. 70-77.

6. Аникст Д.А., Константинович K.M., Меськин И.В., Панков Э.Д. Высокоточные угловые измерения. Под ред. Якушенкова Ю.Г., М.: Машиностроение, 1987 480 с.

7. Апенко М.И., Араев И.П., Афанасьев В.А., и др. Оптические приборы в машиностроении. Справочник. М., Магиностроение, 1974г.

8. Афанасьев В. А. Оптические измерения: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1981. — 229 с, ил.

9. Афанасьев В. А., Жилкин А. М., Усов B.C. Автоколлимационные приборы. -М.: Недра, 1982.

10. И. Баран П.И. Геодезические работы при монтаже и эксплуатации оборудования.-М.:Недра, 1990. 233 с.:ил.

11. Батян П.В., Коняхин И.А., Лукьянов Г.Н. Система предупреждения экологических катастроф на основе мониторинговых наблюдений объектов энергетики и промышленности.

12. Батян П.В., Коняхин И.А.,. Панков Э.Д. Контрольные элементы автоколлимационных угломеров с улучшенными метрологическими характеристиками// Оптический журнал, т. 4, №1, 1997,с 61-66.

13. Батян П.В., Коняхин И.А., Моллов Г.С. Контрольный элемент с криволинейной гранью для фотоэлектрического автоколлимационного угломера //Изв. ВУЗов СССР — Приборостроение. 1992 г., № 1- 2, с. 82- 89.

14. Батян П.В., Коняхин И.А.,. Тимофеев А.Н. Формирователь базового направления. Информационный листок N 384-94 ЦНТИ, 1994.

15. Батян П.В., Коняхин И.А.,. Лукьянов Г.Н. Установка оперативного мониторинга жилых и промышленных сооружений. Информационный листок N 312-95, ЦНТИ, 1995.

16. Бондаренко И.Д. Принципы построения фотоэлектрических автоколлиматоров. Минск: Изд-во Университетское, 1984 г.- с. 190.

17. Бреенков Г.В. Панков Э.Д. Тимофеев А.Н. Некоторые вопросы построения двухкоординатного датчика угловых отклонений/Труды ЛИТМО. -Л., 1975.

18. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВУЗов. — М: Наука, 1986. -976 с.

19. Бузян А.Т. Исследование системы контроля положения элементов конструкции радиотелескопа РТ-70 на компьютерной модели// VI международная конференция. "Прикладная оптика". Санкт-Петербург, стр 215-217

20. Васютинский И.Ю., Рязанцев Г.Е., Ямбаев Х.К. Геодезические приборы при строительно-монтажных работах. М:Недра,1982.

21. Вагнер Е.Т., Митрофанов В.Н., Барков В.Н. Лазерные и оптические методы контроля в самолето строении. М.: Машиностроение, 1977 176 с.

22. Ворона А. М., Лю Лэй. Экспериментальное исследование погрешности авторефлексионных измерений вследствие виньетирования III межвузовская конференция молодых учёных, СПб, СПб ГУ ИТМО, 2006г.

23. Голубовский Ю.М. Фотоэлектрические автоколлиматоры. "Оптико-механическая промышленность", 1970, N 5.

24. Голубовский Ю. М., Пивоварова Л. Н. Фотоэлектрические автоколлиматоры, Оптический журнал. 1992. N09.

25. Гукайло М.Я. Автоколлимация. -Москва-Киев: Машгиз, 1963.-108 с.

26. Деденко JI. Г., Керженцев В. В. Математическая обработка и оформление результатов эксперимента. М.: изд-во МГУ, 1977.

27. Джабиев А. Н., Коняхин И. А., Панков Э. Д. Автоколлимационные углоизмерительные средства мониторинга деформаций. СПб.: СПбГИТМО(ТУ), 2000. 197 с

28. Джеррард А., Бёрч Дж.М. Введение в матричную оптику. Под ред. Барноски М. Перевод с английского канд. физ.-мат. Наук Божкова А.И., Власова Д.В. М.: Мир, 1978. 341 с.

29. Джиллет Ф.,Лабейри А., Нельсон Дж. и др. Оптические и инфракрасные телескопы 90-х годов: Пер. с англ. Под ред. А.Хьюит/ М.:Мир, 1983.-296 с.

30. Ерофейчев В.Г. Инфракрасные фокальные матрицы // Оптический журнал. 1996. - Т. 63, № 6. - С. 4-17.

31. Ефимов М.В. Прицеливание баллистических ракет. М.: Воениздат, 1968 120 с.

32. Зацаринный A.B. Автоматизация высокоточных инженерно-геодезических измерений. М. Недра, 1976.

33. Ивандиков Я.М. Оптико-электронные приборы для ориентации и навигации космических аппаратов.-М.: Машиностроение.-1971.

34. Илларионов А.Ф., Кардашев Н.С., Компанеец Д.А. и др. Математические вопросы подстройки отражающей поверхности главного зеркала радиотелескопа РТ-70 к положению идеального параболоида М.: ИКИ, 1988. - 67 с.

35. Карасев В.И., Монэс Д.С. Методы оптических измерений при монтаже турбоагрегатов. — Энергия,1973. 168 с.

36. Карапетян Б.К. Колебание сооружений, возведенных в Армении. -Ереван: Айастан, 1977г. -250 с.

37. Кирочкин Ю.И., Журавлев И.А., Мухин Б.Л., Уланов В.А. Общие принципы геодезического обеспечения сооружения ускорительно-накопительного комплекса (УНК).-М., типография Института Физики высоких энергий, 1991.

38. Коняхин И. А., Панков Э. Д. Трехкоординатные оптические и оптико-электронные угломеры. Справочник. М.:-Недра, 1991г, 224с с ил.

39. Коняхин И.А., Панков Э.Д. Трехкоодинатный автоколлиматор //Сб. тезисов докладов /Метрология в оптическом приборостроении.-М.: ЦНИИ информации -1979.

40. Коняхин И. А. Панков Э. Д. Анализ и экспериментальное исследование погрешностей трёхкоординатного автоколлиматора//Оптико-меха#ническая промышленность, 1981, № 10, с. 40-42.

41. Коняхин И.А, Панков Э.Д. Контрольные элементы оптических и оптико-электронных угломеров. Известия ВУЗов — Приборостроение, 1985. № ю, с. 62-68. ч. 1; 1986. № 2, с. 75-85. ч. 2.

42. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников.: пер. с англ.- М., Наука, 1984. 832 с.

43. Краскевич В.Е., Зеленский К.Х., Гречко В.И. Численные методы в инженерных исследованиях — К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986.— 263 с.

44. Лебедев И.В. О некоторых свойствах систем плоских зеркал // Труды института физики и математики АН БССР.-ВыпЛ-Минск: АН БССР.-1956-С.125-151.

45. Лукин С.Б. Конспект лекций по курсу ОЭС. — СПб, СПбГУИТМО, 2004. 161 с.

46. Лурье А.И. Аналитическая механика- М.:Издательство физико-математической литературы, 1961.

47. Михеев С.В., Коняхин И.А. Исследование системы контроля положения кооперируемых объектов на физической модели // VII Международная конференция «Прикладная оптика-2006» 16-20 октября 2006, СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006., с.129-133.

48. Михеев С.В. Анализ методов ввода видео кадра, сформированного ПЗС измерительной системы в ЭВМ. // Сборник трудов конференции "Оптика 2003" 20-23 октября 2003 г. Санкт-Петербург. СПб: ГОИ с 151-152.

49. Мусяков В.Л., Панков Э.Д. К вопросу об использовании уголкового отражателя для измерения скручивания. В сб.: Оптико-электронные приборы в контрольно-измерительной технике, под ред. проф. Л.Ф. Порфирьева. Труды ЛИТМО, вып. 81, 1975.

50. Неумывакин Ю.К. Автоматизация геодезических измерений в мелиоративном строительстве.- М., Недра, 1984.

51. Панов В.А., Кругер М.Я. и др. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Под ред. В.А. Панова. — Л.:Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980 742 е., ил.

52. Парвулюсов Ю.Б.,Солдатов .В.П., Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов.-М.Машиностроение,1990 432 с.:ил.

53. Парфенов В.Г. Регрессионный и корреляционный анализ. Обработка результатов наблюдений при измерениях. /Учебное пособие / Ленинградский институт точной механики и оптики, 1983.

54. Парфенов В.Г. Статистические методы исследования в оптическом приборостроении. / Учебное пособие / Ленинградский институт точной механики и оптики, 1980.

55. Пик Л.И. Исследование действия призменного отражателя // Геодезия и картография.-1965.-№10.-С.29-35.

56. Погарев Г.В. Юстировка оптических приборов. Л: Машиностроение, 1982, -128 с.

57. Пресс Ф.П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью. М.: Радио и связь, 1991. - 264 е.: ил.

58. Ритынь Н.Э. Оптические свойства уголковых отражателей // Оптико-механическая промышленность.-1967.-№4.-С.1-7.

59. Русинов М.М., Грамматин А.П., Иванов П.Д. И др. Вычислительная оптика, Справочник, под общ. ред. Русинова М.М. — JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1984.

60. Селиванов М.Н., Фридман А.Э., Кудряшова Ж.Ф. Качество измерений:Метрологическая справочная книга.-Л:Лениздат, 1987.- 295 е., ил.

61. Сивцов Г.П. О преобразовании векторов оптической системой из трех плоских зеркал //Оптико-механическая промышленность.-1977.-№ 1.

62. Соломатин В.А. Системы контроля и измерения с многоэлементными приемниками. -М.: Машиностроение, 1992. 128 с.

63. Сытник B.C. Лазерные геодезические приборы в строительстве. М, Стройиздат, Будапешт, Мюсекл, 1988.

64. Тудоровский А.И. Отражательные системы с тремя взаимно-перпендикулярными плоскостями в случае небольших отклонений углов от прямого/Тр. ГОИ, 112- 120, т. XIV, М.: Оборонгиз, 1941, с. 137- 147.

65. Фельдман Г.А. Расчет и выбор оптических элементов геодезических светодальномеров (оптимизация параметров)-М.: Наука.-1973 г.

66. Хейгеман JI., Янг Д. Прикладные итерационные методы: Пер. с англ. -М.: Мир, 1986. 448с.

67. Хуанг Т.С., Эклунд Дж.О., Нуссбаумер Г.Дж. и др. Быстрые алгоритмы цифровой обработки изображений. Под ред. Т.С. Хуанга. Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1984. -224с., ил

68. Хуснутдинов Р.М. Влияние ограничения световых пучков на погрешность измерения следящего фотоэлектрического автоколлиматора// Оптико-механическая промышленность.-1989.-№7.-с. 21-23.

69. Ханох Б. Ю., Бондаренко И. Д. Взаимная ориентация двух объектов при помощи тетраэдрического светового отражателя. — Вестник АН БССР, сер. физ.-мат. наук, 1975, № 6.

70. Ханох Б.Ю. Оптические отражатели тетраэдрического типа в активных системах. — Минск: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1982. с. 160 .

71. Хатунцев А.И., Крутилин В.Н., Марков А.Н., Фролов В.А. Фоточувствительные фотоприемные модули /Электронная промышленность,1992, №2, с.43—46.

72. Щеглов П.В. Проблемы оптической астрономии. М.: Наука, 1980. -271 с.

73. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. — М.: Машиностроение, 1989. 360 с.

74. Davis J. Considération of atmosferic turbulence in laser design. Appl.Optics. 1966.V.5, N1. P.139-147.

75. Magnan P. Détection of Visible Photons in CCD and CMOS: A Comparative View. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2003. - Vol.504. -P.199-212

76. Mapson-Menard H.C., Castelli C.M. and others. Performance evaluation of an Active Pixel Sensor Test Structure for space science applications. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2003. - Vol. A 513. - P. 313-316.

77. Helmers H., Schellenberg M. CMOS vs. CCD sensors in speckle interferometry. Optics & Laser Technology. 2003. - Vol.35. - P.587-595

78. Kester W., Wurcer S., Kitchin C. High Impedance Sensors. Analog Devices, 2000

79. Infrared and Electro-Optical System Handbook. Ed. by J.S. Accetta and D.L. Shumaker. Bellingham: SPIE Proc., 1993. - 3024 p.

80. Passeri D., Placidi P., Petasecca M. and others. Design and test of innovative CMOS pixel detectors. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. -2004. Vol. A 535. - P. 421-423.

81. Salomon P.M., Gross W.S. Microprocessor controled CCD Star Trackerj1. AIAA Paper, 1976 N116, pi

82. Takeo Konade, Naruhiko Asada. Noncontakt visual tree-dimensional ranging devices. SPIE, 1981, Vol. 283, p. 48 - 53

83. ГОСТ 8009-84. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.- Государственный комитет СССР по стандартам, М: Издательство стандартов, 1985.