Počítačové zpracování obrazu

1. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu Supervisor: Ing. Martin Němec analýza snímků družic Tomáš Kocich, Gymnázium a SOŠ Frýdek-Místek, svet.t@seznam.cz David Majerčík, SPŠ a VOŠ Příbram, dawemk@tiscali.cz Ondřej Šenk, Gymnázium a SOŠ Frýdek-Místek, gykor@seznam.cz Petr Vondráček, Havlíčkovo gymnázium Havlíčkův Brod, petr.vondracek@atlas.cz

2. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Cíle práce Cílem našeho projektu bylo seznámení s metodami počítačového zpracovaní snímků umělých družic Země, jejich analýza a vyhodnocení polohy. • Kosmické smetí • Důležitost analýzy • Přehled sledování • Optická detekce • Zpracování snímků • Výsledky našeho měření Obsah:

3. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Kosmické smetí(Space Debris) • Uměle vytvořené objekty obíhající kolem Země • Zbytky nosných raket, nefunkční družice, fragmentyvzniklé rozpadem družic a raket (srážky, exploze zbytků paliva,.. ) • Další smetí vzniklé jako vedlejší produkt kosmických misí • Objekty zachycené Zemskou gravitací • Kousky o průměru ~ 0.5 cm – 1 m a větší

4. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Katalogy kosmického smetí Přehled všech objektů na Zemském orbitu katalogizovanýchměsíčně US Space Surveillance Network Objektů celkem: ~3.5x106o délce >1mm ~3x106 kg

5. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Důležitost analýzy Nebezpečí srážek s kosmickým smetím pro: • Družice (telekomunikační, navigační, meteorologické, vědecké) • Kosmické stanice (ISS - uhýbání, …) • Nové kosmické mise (raketoplány, vypouštění nových družic a kosmických lodí, …) • Lidi na Zemi (dopad velkých kusů z nízkých drah)

6. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Přehled sledování • Mikrovlnné radary > 0.5 cm + nezávislost na počasí + rozlišení vzdálenosti - nízké rozlišení úhlové rychlosti (~ arcmin) - pouze aktivní měření • Optické sledování ~ 1 cm – 0.5 m nebo větší + vysoké rozlišení úhlové rychlosti (~ arcsec) + pasivní (Slunce - soumrak) nebo aktivní (laser - zřídka)- problémy pro kousky < 10cm - závislost na počasí - vzdálenost i úhlová rychlost jsou počítány

7. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Optická detekceMetoda tří hvězd • Přímá metoda • Zaměření teleskopu do zorného pole průletu objektu (3 známé hvězdy- kalibrace) • Snímkování pomocí CCD kamery (důraz na přesnost začátku a délky expozice) • Zpracování snímků Inversní metoda= synchronizace teleskopu na dráhu sledovaného objektu

8. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Zpracování snímků • Detekce a “odstranění” signálů pozadí, intenzitní kalibrace • Detekceobjektů (bodů a čar) (velikost => Magnituda, velikost objektu) • Délka čáry (čar) + známé časy začátku a konce expozice + vzdálenost mezi hvězdami (v arcsec) => úhlová rychlost objektu • Úhlová rychlost + Keplerovy zákony + vlivy brzdění třením s atmosférou, tlak Slunečního záření, přitažlivost Měsíce…=> orbit

9. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Výsledky našeho měření TYC 2273-579-1 mag.: 11,26 TYC 2273-1781-1mag.: 9,08 TYC 2273-609-1mag.: 11,35 Naměřená úhlová rychlost: 43,3084 arcsec/sec

10. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Shrnutí práce • Seznámili jsme se podrobněji s metodami počítačového zpracování snímků družic • Vyzkoušeli jsme si práci s odbornými programy(Sky-Map to Fit apod.)

11. Fyzikální týden 2005 Počítačové zpracování obrazu- analýza snímků družic Poděkování Tímto bychom chtěli poděkovat panu Svobodovi a celému produkčnímu týmu za zorganizování fyzikálního týdne, rozšíření našich fyzikálních obzorů a mnoho nových pozitivních zážitků. Další naše velké díky patří sponzorům a především našemu skvělému supervisorovi Ing. Martinu Němcovi za obrovskou pomoc při zpracovávání projektu a drahocenné rady.