Теоретические и экспериментальные исследования методов и средств сенсорики и лазерной связи на основе применения дифракционных оптических элементов для беспилотных авиационных систем и группировок космических аппаратов

Работа выполняется в рамках реализации Программы развития передовой инженерной школы федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева» на 2022-2030 годы в целях достижения результатов федерального проекта "Передовые инженерные школы" в соответствии Соглашением №075-15-2022-1144 от 07.07.2022 о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий и Дополнительным соглашением №075-15-2022-1144/7 от 22.02.2024. Методы гиперспектральной съемки позволяют получить уникальную информации о наблюдаемом объекте, поэтому в настоящее время широко применяются при дистанционном зондировании Земли для решения задач сельского хозяйства, экологического мониторинга и военных ведомств. При этом гиперспектральные камеры размещают на космических аппаратах, беспилотных летательных аппаратах. Поэтому разработка компактных, высокоточных и быстродействующих устройств является актуальной задачей. Увеличение пространственного и спектрального разрешения неизбежно приводит к большому объему получаемых данных, что, в случае удаленных, подвижных объектов, предъявляет повышенные требования к каналу беспроводной передачи данных и системам высокоскоростной обработки оптических изображений. Оптическая связь является наиболее перспективным направление развития систем передачи данных в космическом пространстве. Создание высокоскоростных приемо-передающих терминалов космического базирования сводится к решению двух задач: разработка технологий эффективного наведения приемо-передающих оптических антенн и уплотнение канала передачи с помощью новых форматов модуляции. Для решения описанных проблем в рамках настоящего проекта были поставлены следующие задачи: 1. Формирование проектного облика лабораторного макета оптической связи. Проектирование и изготовление дифракционно-рефракционной коллиматорной системы для макета оптической связи. 2. Разработка программно-аппаратных средств, реализующей методы и алгоритмы наведения, слежения и передачи информации по оптическому каналу со скоростью не ниже 200 Мбит/с. 3. Разработка оптической схемы двухщелевой гиперспектральной камеры для беспилотных авиационных систем и группировок космических аппаратов и программно-аппаратных средств формирования гиперспектральных изображений с помощью двухщелевой камеры. 4. Программно-аппаратная реализация и экспериментальные исследования фильтра Калмана-Бьюси для обработки оптических изображений.