摘要：由于航空相机拍照时存在像移,会导致成像质量下降,因此在航空相机中必须有像移补偿机构。目前一般采用主观判据,即通过人眼判别是否存在像移以及像移量的大小,来评价像移补偿系统的性能是否达到设计要求。主观判据受人的主观性影响较大,而且只能定性评价。为了建立航空相机成像质量与像移补偿系统其他指标之间的直接关系,提出使用倾斜刃边法测量航空相机像移的调制传递函数(MTF)。设计了相应的实验,实验中通过转台的转动模拟航空相机的扫描像移,分别通过倾斜刃边法测量像移的MTF和通过理论模型计算像移的MTF。实验结果表明,在空间频率为0.10cycle/pixel时,转台以3、5、8°/s转动时,两种方法得到的MTF之间的误差百分比分别为0.77%、1.15%、4.91%,进而证明了该方法的有效性。

摘要：基于线阵时间延迟积分(TDI)CCD推扫成像原理,分析了敏捷卫星在三轴姿态机动过程中动态成像的像移问题。由于姿态对地指向不断改变会导致像面空间方位不断改变,从而造成像移速度的改变,本文通过坐标变换法推导出了动态成像方式下的像移速度数学解析表达式,仿真得到了不同姿态机动角速度情况下的TDICCD积分时间数量级。数值仿真分析表明:当前50μs级的航天相机在700km的轨道高度可以实现以0.5(°)/s角速度上限进行动态推扫成像;当姿态机动角速度大于0.5(°)/s时,曝光时间越来越短,需要设计更高水平的相机。以上结论表明,对于不同角速度的动态成像任务,需要量化TDICCD积分时间数量级,实现在三轴姿态机动过程中开启光学有效载荷来完成推扫成像的动态成像。

摘要：随着时间延迟积分技术(Time Delayed and Integration,TDI)的不断成熟,具有TDI功能的电荷耦合器件(Charge Coupled Devices,CCD)已经广泛应用到高分辨率对地成像系统。然而,采用TDI功能的成像系统在推扫成像过程中必然会受到像移的影响,导致最终成像模糊。主要分析了TDI成像过程中光学系统畸变引起像移的原因,推导了畸变产生像移的数值计算公式,分析了光学系统畸变对TDI成像相机调制传递函数的影响,研究了畸变和像移导致的TDI成像相机图像退化的关系,针对焦距为9 000 mm、积分级次96级、地面像元分辨率GSD=0.6 m,λF/p=1、信噪比为50:1的TDI成像相机,计算了在畸变产生的像移影响下导致的NIIRS(National Imagery Interpretability Rating Scale,美国国家图像解译度分级标准)的变化值ΔNIIRS,计算结果表明在畸变导数值D′(θ)=6.493时引起的ΔNIIRS达到-0.162 4将影响图像的解译需求,最后分析给出了对于该空间相机不影响解译需求的D′(θ)限制条件。可为光学遥感TDI成像系统的设计提供参考。

摘要：根据某型推扫式航侦相机的工作原理,利用共线方程,以坐标系旋转代替姿态变化,得出像移与姿态扰动和成像倾角的解析表达式。并在此基础上结合工作参数对成像倾角和姿态扰动共同作用下的像移进行仿真,分析其结果知当成像倾角在0.13rad范围内变化时,像移与成像倾角无关,与姿态扰动量成线性关系;当成像倾角超过这个范围时,像移与成像倾角之间存在非线性,但整体趋势仍然是随着各扰动量的增加而增加。这为同类相机及像移补偿装置的设计提供理论依据。

摘要：通过对全帧型面阵CCD像移补偿时序的分析,利用FPGA作为像移补偿时序发生器,设计了其驱动系统。以全帧型面阵CCD芯片FTF4052M为例,给出了利用FPGA作为像移补偿时序发生器的设计方法,并完成了像移补偿时序电路的软件仿真及其硬件电路测试,在实际CCD成像中验证了像移补偿效果。实验证明该方法能够实现全帧型CCD相机的像移补偿。

摘要：卫星上存在高、中、低频率的微振动源,引起光学载荷光轴抖动,造成遥感图像成像品质下降。文章提出了一种基于惯性参考基准的像移测量与图像复原方法,介绍了该方法的原理和涉及的关键部件。为验证该方法的可行性和性能,研制了一套地面试验验证系统,包括验证相机(含惯性参考基准单元、哈特曼传感器)、积分球、靶标、平行光管、隔振平台、激振器、六自由度支撑台,以及相应的图像复原软件等。测量了试验环境的背景噪声,开展了像移测量精度试验,在此基础上完成了多种工况下的图像恢复试验。结果表明,基于惯性参考基准的像移测量误差均方根值不超过0.12像元,基于测得的像移数据可显著提升像质,图像的调制传递函数一般可提升至原图的1.38~1.52倍。该方法获得的像移数据还可以反馈给稳像镜,实时补偿星上微振动,有助于直接获取高品质图像。

摘要：机载面阵摆扫式成像系统需要足够高的帧间重叠率来避免因扫描过程中视轴的控制误差而导致的漏扫,这制约了成像系统在大速高比条件下的适应能力,限制了系统的成像幅宽。论文提出了一种视轴路径规划模型与重叠率计算的新方法,通过像球面投影的几何分析方法优化设计了成像系统视轴的扫描路径,并依据像球面中像面投影的方位旋转角度,建立了一种重叠率计算的新模型。经理论分析与仿真实验验证,在40°侧向凝视成像时,视轴稳定精度由2.93°提高到0.15°,相同速高比、单行5帧摆扫成像时,作业效率提高约32%。论文研究工作对推动机载摆扫成像技术向着宽视场、大速高比、高分辨率方向的进一步发展具有重要意义。

摘要：在航空相机对地图像采集中,由于卫星平台运动会产生恶化像质的像移,像移是影响遥感图像质量的重要因素,通过对图像的共轭像点进行像移陡度拟合,定量分析了像移与图像参数之间的相关性,提高航空对地观测图像的采集质量。提出一种基于二阶矩梯度方向拟合的航空相机对地观测图像的共轭像点像移陡度拟合方法,实现对遥感图像的像移偏差纠正。设计二阶矩梯度方向拟合算法,实现共轭像点像移陡度拟合算法的改进,纠正了航空相机对地观测图像的像移偏离。仿真结果表明,该算法能定量地分析像移和图像参数之间的相关性,实现共轭像点的像移陡度拟合,能有效剔除边缘信号能量,提高对地观测图像的陡度辐射精度,优化航空相机对地观测图像的采集质量和处理性能。

摘要：通过分析敏捷卫星相机像移模糊机理,计算了对偏流角和行频像移补偿后的残差,并对其引起调制传递函数(MTF)的下降进行了仿真计算。结果表明,敏捷光学成像卫星相机设计中行频控制残差对成像质量的影响不容忽视,宜选用像元数少的时间延迟积分电荷耦合器件(TDIC-CD)予以解决。文章的研究结果对敏捷卫星的总体指标设计具有参考价值。

摘要：通过分析给出了偏流角变化、速高比变化和姿态精度导致的像移量及其与调制传递函数的对应关系,结合卫星轨道和相机参数,在不同积分级数下引起的像移对相机成像质量的影响进行了仿真。结果表明,随着积分级数的增加,像移对相机成像质量的影响越来越大,尤其表现为偏流角及速高比的变化。为此,在轨运行期间须对其采取补偿措施,为保证高质量的图像,卫星平台必须具有高精度、高稳定度的姿态控制系统。