锥摆扫一体化空间相机成像模式设计

作     者：支政 曲宏松 李静 张贵祥 ZHI Zheng;QU Hong-song;LI Jing;ZHANG Gui-xiang

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130033 中国科学院大学北京100049 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室吉林长春130033 北京跟踪与通信技术研究所北京100094 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2021年第29卷第3期

页      面：536-546页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.62075219,No.61805244) 吉林省重点科技研发计划资助项目(No.20190303094SF) 

主　　题：空间相机 成像模式 宽幅成像 几何参数 地面轨迹 

摘      要：针对高分辨相机难以实现超宽覆盖的问题,本文设计了锥摆扫一体化成像模式。通过对锥摆扫一体化成像原理进行分析,建立了锥摆扫一体化成像模型;然后,设计了最佳地面轨迹模型,并分析了轨道速度、平台旋转角速度和摆扫转动角速度的关系,并基于地面轨迹给出了曝光时间、帧频的计算方案。最后,通过MATLAB进行算例仿真,并对地面覆盖宽度和地面像元分辨率进行分析。结果表明:在轨道高度为500 km,像素尺寸为2.5μm,焦距为360 mm,像元数为5120×5120时,取相机安装倾角为30°,摆扫成像帧数为10,地面覆盖宽度达到1105.7 km,是星下点推扫成像的31.1倍,并且地面像元分辨率在6.4 m以下。锥摆扫一体化成像模式可以完全覆盖地面目标,并且在保证一定分辨率的条件下大幅增大幅宽。