高分CMOS相机垂轨引导凝视搜索成像设计

作     者：杨秀彬 姜丽 王绍举 王旻 范国伟 王亚敏 Yang Xiubin;Jiang Li;Wang Shaoju;Wang Min;Fan Guowei;Wang Yamin

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130039 小卫星技术国家地方联合工程研究中心吉林长春130033 长春理工大学理学院吉林长春130000 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家自然科学基金青年基金(61503360) 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2017年第37卷第7期

页      码：115-124页

摘      要：为实现高分面阵相机对垂直轨道方向的长条带区域一定重叠率的凝视搜索成像,设计了凝视姿态与地速运动互补偿的垂轨凝视搜索模型。通过划分垂轨长条带区域与构建目标三维运动速度,设计成像实时姿态变化与地球自转互补偿的引导策略,计算垂轨自适应搜索成像参数与实时变化指向姿态,并对卫星姿控精度对成像的影响进行了分析。最后,利用姿控三轴气浮仿真系统与CMOS相机对曲面LED目标模拟系统进行等比缩放物理仿真实验。结果表明:垂轨凝视自适应搜索成像参数为0.95时,可实现垂轨方向边缘帧间重叠率为85%、中心帧间重叠率为100%的渐变垂轨长条带成像区域,比全凝视成像区域扩大近4倍,姿控精度和姿态稳定性优于0.05°与0.003(°)s^(-1)时,像移失配量小于0.9pixel,对应的调制传递函数值为0.1559。

主 题 词：成像系统 垂轨搜索 推凝视 重叠率 像移量 调制传递函数 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/AOS201737.0711002

馆 藏 号：203254661...