Kann dieses 0,25-m-Satellitenteleskop durch Bildstapelung eine Auflösung von 0,65 m erreichen?

Der BBC-Nachrichtenbeitrag UK Satellite to Make Movies from Space beschreibt diesen neu eingesetzten Satelliten:

Bildunterschrift: Artwork: Hersteller SSTL nennt es Carbonite-2, aber Earth-i bezeichnet den Satelliten als VividX2

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Laut Gunter's Space Page hat es eine Öffnung von 25 Zentimetern und soll in etwa 500 km Höhe eine Bodenauflösung von etwa 1,5 Metern haben. Laut BBC-Artikel gilt jedoch:

„Wir können bis zu 50 Bilder pro Sekunde sammeln, was eine Menge Informationen darstellt“, erklärte Richard Blain, CEO von Earth-i.

„Das ermöglicht es uns, die einzelnen Bilder zu stapeln und unsere effektive Auflösung zu erhöhen, sodass wir etwa 65 cm bis 75 cm erreichen“, sagte er gegenüber BBC News.

Wie würde eine hohe Videobildrate die Bodenauflösung für ein 10-Zoll-Teleskop bei 500 km auf 65 Zentimeter verbessern?

Ich habe von Techniken wie "Lucky Imaging" gehört (es ist eine echte Sache), aber dies dient normalerweise dazu, atmosphärische Seeing-Effekte zu bekämpfen, nicht die Beugungsgrenze. Diese ausgezeichnete Antwort weist auch darauf hin, dass atmosphärische Effekte beim Blick nach unten auf die Oberfläche viel weniger wichtig sind als beim Blick von der Oberfläche auf Öffnungen weit unter 2 Metern, was auch durch diese Antwort bestätigt wird .

Ich verstehe hier also nicht, wie die hohe Bildrate einen so tiefgreifenden Effekt haben kann, dass sie weit über die Beugungsgrenze von Airy Disk hinausgeht, sagen wir 1.22 λ / D das wären etwa 2,7 E-06 Radianten oder 1,36 Meter bei einer 505 km größten Annäherung (unter der Annahme einer zentralen Wellenlänge von 550 nm).

Es gibt andere Techniken, um diese Grenze zu überschreiten, z. B. die in dieser Antwort beschriebene Aperture Mask Interferometry , aber das würde nicht mit einer hohen Bildrate zusammenhängen.

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Die Technik ist als „Super Resolution“ bekannt. Im Wesentlichen umfasst dies einige Schritte, die im Allgemeinen wie folgt aussehen:

  1. Kenntnis der Punktquellenleistung bis auf Subpixelebene Ihres Systems. Sie müssen das Testziel jeweils um einen Bruchteil eines Pixels verschieben und die Point Source Function (PSF) für jeden Punkt berechnen. Je kleiner du kannst, desto besser.
  2. Wandeln Sie diese PSF in eine glatte Funktion um.
  3. Nehmen Sie Ihr Quellbild und entfalten Sie es, indem Sie die Beugungsfehler entfernen.
  4. Kombinieren Sie diese leicht versetzt mit anderen Fotos.
  5. Lösen Sie nach einer Lösung auf, bei der das Wurzelbild den gewünschten Wert liefert.

Dies ähnelt in gewisser Weise den Bildern des unscharfen Hubble-Weltraumteleskops . Das beste Bild, das ich von einem unscharfen Hubble-Bild finden kann, ist dieses :

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Um ein etwas besseres Beispiel dafür zu geben, wie die Superauflösung verwendet wird, werfen Sie einen Blick auf diese Seite . Bild nicht enthalten, da ich mir des Urheberrechts nicht sicher bin, aber es zeigt, dass Sie mehrere Bilder zusammenfügen können, um ein vernünftiges Bild zu erhalten. Sie benötigen mindestens die gleiche Anzahl von Datenpixeln, um eine vernünftige Ausgabe zu erhalten. Um die Auflösung zu verdoppeln, benötigen Sie also mindestens 4-5 Bilder. Mit 50 Bildern pro Sekunde scheint es vernünftig, dass sie die angegebene Auflösung erreichen könnten, wenn auch nicht so gut, wie ein Einzelbild mit einem größeren Teleskop wäre.

Exzellent! Ich hatte eine Vermutung, dass Sie die Bildgebungsfrage treffen würden ;-)
Kann dieses 0,25-m-Satellitenteleskop durch Bildstapelung eine Auflösung von 0,65 m erreichen?
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