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离轴三反大视场空间相机像移速度场模型

红外与激光工程 2016年第5期45卷 166-173页

作者：李永昌金龙旭武奕楠王文华吕增明韩双丽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

大视场空间相机在轨成像期间,由于地球自转、卫星姿态机动和颤振等因素导致焦面像速场呈非线性各向异性分布。为此提出了一种新的基于刚体运动学的像移速度场建模方法,考虑离轴角参数,推导了离轴三反大视场空间相机的像速场解析式。以... 详细信息

大视场空间相机在轨成像期间,由于地球自转、卫星姿态机动和颤振等因素导致焦面像速场呈非线性各向异性分布。为此提出了一种新的基于刚体运动学的像移速度场建模方法,考虑离轴角参数,推导了离轴三反大视场空间相机的像速场解析式。以某大视场空间相机为例,分析了侧摆成像时同速与异速像移速度匹配模式对相机成像质量的影响。分析结果表明:以传函下降5%为约束,侧摆15°成像时,当积分级数大于10级时应采用异速匹配模式,积分级数为32级时,异速匹配相比于同速匹配使焦面动态MTF从0.340 8提高到0.970 2。当积分级数确定为16级时,侧摆角在12.3°以内时可采用同速匹配模式。在轨成像结果证明了像移速度场模型的准确性,可为大视场空间相机像移补偿提供可靠依据。

关键词：空间相机离轴三反像移补偿像移速度场侧摆成像

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敏捷卫星相机异速像移计算与分析

敏捷卫星相机异速像移计算与分析

作者：谭双龙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

敏捷卫星已经成为目前高分辨率卫星的发展趋势，敏捷卫星可以利用自身姿态的灵活性进行大范围的侧摆和俯仰成像，实现地面大范围覆盖，解决了高空间分辨率和高时间分辨率无法同时实现的矛盾。像移是制约星载TDICCD相机实现高分辨率成像... 详细信息

敏捷卫星已经成为目前高分辨率卫星的发展趋势，敏捷卫星可以利用自身姿态的灵活性进行大范围的侧摆和俯仰成像，实现地面大范围覆盖，解决了高空间分辨率和高时间分辨率无法同时实现的矛盾。像移是制约星载TDICCD相机实现高分辨率成像的主要原因，所以建立含有姿态机动的敏捷卫星像面像移速度和偏流角模型是迫切需要解决的问题。本文在这一背景下进行了如下具体工作：首先，详细分析了TDICCD的工作原理，了解偏流角产生的原因，计算了像面单个像元积分时间，并利用中心投影和坐标变化相结合的方法建立了敏捷卫星分别采用侧摆成像和俯仰成像时像面的像移速度和偏流角计算模型。其次，基于建立的像移速度计算模型，针对某一典型卫星参数，着重分析了敏捷卫星采用侧摆成像模式下的像面像移速度和偏流角分别随纬度和侧摆角的变化;根据像面不同视场像元的像移速度分布计算异速像移，利用MTF对异速像移对成像质量产生的影响进行定量分析和评价。然后，针对敏捷卫星侧摆成像时像面的异速像移情况，提出异速像移补偿策略，包括偏流角调整和异速像移速度的匹配;通过分析偏流角对连续成像时间的影响，提出偏流角实时补偿的必要性;分别用三种方法实现了异速像移速度的匹配，通过对三种方法的优缺点分析，证明了积分级次调整和分组分频控制补偿相结合的方法是最有效的异速像移补偿方法;分析像面实现全视场清晰成像的范围以及不调整偏流角时卫星相机的最长拍摄时间。最后，在MATLAB环境下编译可视化GUI软件，将所建立的像移计算模型进行封装，实现功能模块化，更易于实现人机交互并拓宽了模型的应用范围。

关键词：敏捷卫星侧摆成像异速像移偏流角补偿

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光机扫描仪扫描条带宽度变化规律研究

航天返回与遥感 2011年第1期32卷 12-17页

作者：石志城北京空间机电研究所北京100076

研究了光机扫描仪扫描条带宽度随扫描角变化的变化规律,并推导出扫描条带宽度变化量的计算公式。讨论了卫星侧摆成像时,计算条带宽度变化量的方法。最后,建立了扫面条带的数学模型,并对MODIS扫描条带宽度变化进行了仿真。

关键词：光机扫描仪扫描条带宽度扫描角侧摆成像航天遥感

一种遥感卫星宽幅无盲区拼接成像路径自主规划方法研究

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上海航天 2016年第6期33卷 61-66页

作者：唐文国张国云朱庆华许贤峰上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109 上海航天控制技术研究所上海201109 西安卫星测控中心陕西西安710043

为解决低幅宽卫星载荷因幅宽小而导致成像覆盖物面窄、效率低、使用复杂的缺陷,提出了一种多条带拼接成像路径自主规划方法。先完成单次侧摆成像规划:通过卫星、目标相对位置关系判断成像时机,规划包括姿态机动开始时刻、成像开始时刻... 详细信息

为解决低幅宽卫星载荷因幅宽小而导致成像覆盖物面窄、效率低、使用复杂的缺陷,提出了一种多条带拼接成像路径自主规划方法。先完成单次侧摆成像规划:通过卫星、目标相对位置关系判断成像时机,规划包括姿态机动开始时刻、成像开始时刻、成像结束时刻、滚动目标姿态角,以及可成像总时长的成像时域确定。再进行多条带拼接成像规划:由成像开始时刻及姿态偏置要求确定条带拼接方向,计算图像拼接点位置参数;根据满足载荷成像最大允许俯仰姿态机动角和姿态机动速度,确定相邻次成像开始时刻卫星位置与姿态机动开始时间;由成像时刻的轨道位置、前后摆俯仰姿态角、图像拼接点位置及侧摆成像偏流角计算相邻次成像滚动目标姿态;根据确定的滚动、俯仰目标姿态角和成像位置迭代计算偏流角,确定偏航目标姿态。给出了相应的单次侧摆成像路径和最大面积多条带拼接成像路径的自主规划计算流程。仿真结果表明:该方法能根据卫星姿态机动能力、轨道参数及载荷视场角自主完成成像条件分析及路径规划,实现载荷对目标区域无盲区最大幅宽成像,提高成像效率及卫星在轨任务自主规划执行能力。

关键词：光学遥感卫星宽幅成像路径自主规划多条带拼接侧摆成像目标姿态成像开始时刻成像结束时刻