八、遙控技術
對遠距離的控製對象發送指令以實施控製的技術,也稱指令遙控。遙控技術是在自動控製技術和通信技術基礎上發展起來的。完成遙控任務的整套設備稱遙控係統。遙控係統既可傳送離散的控製信息(例如開關的通斷),也可傳送連續的控製信息(例如控製發動機油門大小)。
一般用無線電信道傳輸控製信息(指令),如遙控距離較近或被控對象在低空飛行(如反坦克導彈),也可用光通信線路或有線電通信方法傳輸控製信息。
1913年意大利人曾試驗用無線電操縱飛機。第一次世界大戰後,法國和德國相繼試驗遙控飛機。第二次世界大戰期間,德、美、蘇等國都使用過無線電操縱的轟炸機。
(一)設備組成遙控係統可分為飛行器遙控設備(係統)和地麵遙控設備(係統),它們一般由指令程序機構(或計算機)、傳輸設備和監測設備組成。
1.控製指令產生:根據預定狀態數據和被控對象的實時數據,由操縱人員人工發出,或由程序機構或計算機自動產生各種控製指令。
2.傳輸設備:實質上是多路通信設備,能把指令信號送往遠距離的被控對象。
3.監測設備:用以監測被控對象的狀態和參數變化,使控製站及時了解控製效果。飛行器遙控係統中常用的監測手段有遙測、雷達、電視等。
(二)特點航空遙控係統有下列一些特點:
1.飛行器上一般用低增益的全向性(或寬波束)天線。為保證遠距離的飛行器在任何姿態下都能接收到指令,遙控係統的發射功率必須很大,而且采用有自動跟蹤能力的高增益定向天線。
2.為了對飛行器實行實時控製,要求遙控係統有很大的指令容量(指令條數多)。傳輸設備常采用各種編碼技術,以保證遙控係統具有抗幹擾能力強和控製精度高的優點。
3.飛行器上的指令接收機能適應嚴酷的空間環境,並且體積小、重量輕、耗電少、可靠性和穩定性高。
九、遙感技術
不直接與目標物接觸而感知其性質和狀態的技術。通常指從人造衛星、飛機或其他飛行器上收集地物目標的電磁輻射信息,判認地球環境和資源的技術。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎上隨航天技術和電子計算機技術的發展而逐漸形成的綜合性感測技術。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特征。航空遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測地物目標的電磁輻射特征,並將特征記錄下來,供識別和判斷。把遙感器放在高空氣球、飛機等航空器上進行遙感,稱為航空遙感。
航空遙感能從不同高度、大範圍、快速和多譜段地進行感測,獲取大量信息。因此航空遙感技術在國民經濟和軍事的很多方麵獲得廣泛的應用。例如應用於氣象觀測、資源考察、地圖測繪和軍事偵察等。
(一)遙感係統的組成由遙感器、遙感平台、信息傳輸設備、接收裝置以及圖像處理設備等組成。遙感器裝在遙感平台上,它是遙感係統的重要設備,它可以是照相機、多光譜掃描儀、微波輻射計或合成孔徑雷達等。信息傳輸設備是飛行器和地麵間傳遞信息的工具。圖像處理設備對地麵接收到的遙感圖像信息進行處理(幾何校正、濾波等)以獲取反映地物性質和狀態的信息。圖像處理設備可分為模擬圖像處理設備和數字圖像處理設備兩類,現代常用的是後一類。判讀和成圖設備是把經過處理的圖像信息提供給判釋人員直接判釋,或進一步用光學儀器或計算機進行分析,找出特征,與典型地物特征進行比較,以識別目標。地麵目標特征測試設備測試典型地物的波譜特征,為判釋目標提供依據。
(二)譜段劃分遙感按常用的電磁譜段不同分為可見光遙感、紅外遙感、多譜段遙感、紫外遙感和微波遙感。
1.可見光遙感:應用比較廣泛的一種遙感方式。對波長為0.4~0.7微米的可見光的遙感一般采用感光膠片(圖像遙感)或光電探測器作為感測元件。可見光攝影遙感具有較高的地麵分辨率,但隻能在晴朗的白晝使用。
2.紅外遙感:又分為近紅外或攝影紅外遙感,波長為0.7~1.5微米,用感光膠片直接感測;中紅外遙感,波長為1.5~5.5微米;遠紅外遙感,波長為5.5~1000微米。
中、遠紅外遙感通常用於遙感物體的輻射,具有晝夜工作的能力。常用的紅外遙感器是光學機械掃描儀。
3.多譜段遙感:利用幾個不同的譜段同時對同一地物(或地區)進行遙感,從而獲得與各譜段相對應的各種信息。將不同譜段的遙感信息加以組合,可以獲取更多的有關物體的信息,有利於判釋和識別。常用的多譜段遙感器有多譜段相機和多光譜掃描儀。
4.紫外遙感:對波長0.3~0.4微米的紫外光的主要遙感方法是紫外攝影。
5.微波遙感:對波長1~1000毫米的電磁波(即微波)的遙感。微波遙感具有晝夜工作能力,但空間分辨率低。雷達是典型的主動微波係統,常采用合成孔徑雷達作為微波遙感器。
現代遙感技術的發展趨勢是由紫外譜段逐漸向X射線和γ射線擴展。從單一的電磁波擴展到聲波、引力波、地震波等多種波的綜合。
十、遙感信息處理
對遙感器獲得的信息進行加工處理的技術。遙感信息通常以圖像的形式出現,故這種處理也稱遙感圖像信息處理。遙感圖像信息處理的主要目的是:①消除各種輻射畸變和幾何畸變,使經過處理後的圖像能更真實地代表原景物;②利用增強技術突出景物的某些特征,使之易於區分和判釋;③進一步分析、理解和識別處理後的圖像,提取可用性更高的信息。遙感信息處理分為模擬處理和數字處理兩類。模擬處理方法是首先把圖像信息轉換成電信號,然後進行圖像化處理。用模擬方法能對圖像信息作快速處理。數字處理是對遙感圖像信息作數字離散化後,利用數字計算機進行處理。數字圖像處理的功能好而且靈活,已成為遙感信息處理的主要方式,但要求有高速度大容量的計算機,不易達到實時處理的要求。多譜段遙感信息的處理過程是:
①數據管理:地麵台站接收的原始信息經過攝影處理、變換、數字化後被轉換成為正片或計算機兼容的磁帶,將得到的照片裝訂成冊,並編目提供用戶選用。
②預處理:利用處理設備對遙感圖像的幾何形狀和位置誤差、圖像輻射強度信息誤差等係統誤差進行幾何校正和輻射校正。
③精處理:消除遙感平台隨機姿態誤差和掃描速度誤差引起的幾何畸變,稱為幾何精校正;消除因不同譜段的光線通過大氣層時受到不同散射而引起的畸變,稱為大氣校正。
④信息提取:按用戶要求進行多譜段分類、相關掩模、假彩色合成、圖像增強、密度分割等。
⑤信息綜合:將地麵實況調查與不同高度、不同譜段遙感獲得的信息綜合編輯,並繪製成各種專題圖。
十一、航空相機
安裝在航空器上對地麵攝影的精密光學儀器。第一次世界大戰初期,英國皇家空軍為了獲得德國占領區的軍事情報,積極發展航空攝影。1915年英國開始使用半自動航空相機。此後,航空相機獲得進一步發展,相機的類型增多,性能不斷改善。