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TDI-CCD全景航空相机的像移速度场计算模型研究

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光学学报 2014年第7期34卷 261-268页

作者：赵嘉鑫张涛杨永明李昕阳王德江中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

针对扫描反射镜和电荷耦合器件(CCD)时间延迟积分(TDI)无法完全补偿前向像移和摆扫像移的问题,提出了TDI-CCD全景航空相机像移速度场的计算模型。根据相机结构和像移补偿原理,用坐标变换和共线方程建立了成像几何模型,在此基础上利用微... 详细信息

针对扫描反射镜和电荷耦合器件(CCD)时间延迟积分(TDI)无法完全补偿前向像移和摆扫像移的问题,提出了TDI-CCD全景航空相机像移速度场的计算模型。根据相机结构和像移补偿原理,用坐标变换和共线方程建立了成像几何模型,在此基础上利用微分法推导出像移速度场的解析式。数值分析表明,像点位置越接近CCD靶面的后边缘,扫描角和前向补偿角越大,像移速度越大。对于TDI级数为100、CCD像元数为14000的全景航空相机,当扫描角小于-1.5°、前向补偿角小于4.16°时,可满足最大像移补偿残差小于1pixel的要求。实验结果验证了模型的有效性,该模型可作为定量分析TDI-CCD全景航空相机像移补偿误差的理论依据。

关键词：成像系统像移速度时间延迟积分电荷耦合器件扫描角前向补偿角

实时小波滤波器在空间相机像移速度滤波中的设计与实施

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仪器仪表学报 2013年第S1期34卷 31-35页

作者：孟中甘至宏中国科学院航空光学成像与测量重点实验室中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

通常情况下,通过多参量计算得到的空间相机像移速度中含有随机误差,必须要对其进行滤波处理,否则将会影响像移补偿的控制精度,导致图像质量下降。通过对像移速度误差统计特性的分析,提出了一种基于小波变换的处理对策。为实时处理并应用... 详细信息

通常情况下,通过多参量计算得到的空间相机像移速度中含有随机误差,必须要对其进行滤波处理,否则将会影响像移补偿的控制精度,导致图像质量下降。通过对像移速度误差统计特性的分析,提出了一种基于小波变换的处理对策。为实时处理并应用,设计了基于滑动窗分解和重构的处理结构,引入了Donaho阈值降噪算法,并设计了基于SOC的硬件滤波芯片。通过滤波处理后信噪比提高了9.78dB,取得了理想的滤波效果,适合在实际工程中采用。

关键词：空间相机像移速度实时滤波

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浅谈像移速度

同煤科技 1996年第4期 18-18页

作者：王应吾大同矿务局教育处

在凸透镜或实像问题中,当物体平行主光轴匀速运动时,其对应的像上各点速度如何? (1)平移速度(平行主光轴移动速度)

关键词：凸透镜像移速度像点平移速度

实时小波滤波器在空间相机像移补偿速度滤波中的应用

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实时小波滤波器在空间相机像移补偿速度滤波中的应用

中国空间科学学会2013年空间光学与机电技术研讨会

作者：孟中中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

空间相机在轨工作模式下会产生像移,从而导致图像质量下降,必须通过补偿手段以得到清晰的图像信息,补偿必须得到高精度的像移速度。通常情况下,像移补偿速度通过计算得到,其中含有随机误差,必须要对其进行滤波处理,否则将会影响像移补... 详细信息

空间相机在轨工作模式下会产生像移,从而导致图像质量下降,必须通过补偿手段以得到清晰的图像信息,补偿必须得到高精度的像移速度。通常情况下,像移补偿速度通过计算得到,其中含有随机误差,必须要对其进行滤波处理,否则将会影响像移补偿的控制精度。通过对像移补偿速度误差统计特性的分析,提出了一种基于小波变换的处理对策。为能够实时处理,便于实际系统采用,又设计了基于滑动窗分解与重构的处理结构,引入了Donaho阈值降噪算法,可对像移补偿速度进行实时处理,滤波后的信噪比提高了9.78dB,取得了理想的滤波效果。

关键词：空间相机像移速度实时滤波

来源： cnki会议评论

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空间相机像移速度计算方法及DSP实现

光学精密工程 2009年第8期17卷 1935-1941页

作者：孔德柱刘金国吕世良陈佳豫武星星中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

为了精确匹配地物运动在空间相机像面上产生的像移,实现了以WGS-84坐标系下航天器位置向量及速度向量、航天器轨道坐标系下姿态角及姿态角速率作为输入参数的像移速度计算方法。首先,在原有像移速度计算模型的基础上选取惯性坐标系,降... 详细信息

为了精确匹配地物运动在空间相机像面上产生的像移,实现了以WGS-84坐标系下航天器位置向量及速度向量、航天器轨道坐标系下姿态角及姿态角速率作为输入参数的像移速度计算方法。首先,在原有像移速度计算模型的基础上选取惯性坐标系,降低了求解轨道倾角和降交点经度的复杂性。通过球面几何的余弦定理直接求解航天器与降交点相对地心夹角的余弦值,避开了原像移速度计算模型中通过判断卫星飞行方向和星下点纬度来求解航天器与降交点相对地心夹角余弦值这一过程。然后,有机联系星下点的经度和纬度与FLASH的地址,避开访问高程数据时繁琐的查表过程。通过分析像移速度残差对相机MTF的影响,评估了像移速度计算模型的可行性。最后,在TI的DSP上实现了像移速度的整个计算过程。分析及实验结果表明,像移速度计算残差为0.15%,引起相机的MTF下降为1%,像移速度计算时间像移速度的计算精度和计算时间等要求。

关键词：空间相机像移速度调制传递函数数字信号处理 DEM

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姿态对地指向不断变化成像时的像移速度计算

光学精密工程 2012年第12期20卷 2812-2820页

作者：黄群东杨芳赵键航天东方红卫星有限公司北京100094

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... 详细信息

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。

关键词：敏捷成像 TDICCD相机像移积分时间像移速度动态成像

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考虑飞机姿态角时倾斜航空相机像移速度计算

光学精密工程 2006年第3期14卷 490-494页

作者：翟林培刘明修吉宏中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

飞机的飞行和姿态变化使航空相机在拍照时产生像移,必须通过像移补偿来提高照相分辨率。为获得飞机姿态角变化时在倾斜航空相机像面上的像移速度大小,首先建立姿态变化过程的数学模型,用坐标系的旋转来等同姿态角的变化,然后根据坐标系... 详细信息

飞机的飞行和姿态变化使航空相机在拍照时产生像移,必须通过像移补偿来提高照相分辨率。为获得飞机姿态角变化时在倾斜航空相机像面上的像移速度大小,首先建立姿态变化过程的数学模型,用坐标系的旋转来等同姿态角的变化,然后根据坐标系旋转前后相同点坐标值之间的矩阵转换关系,推算出单个姿态角变化导致的像移速度,最后将此方法推广到三个姿态角都变化时像移速度的计算。实际应用证明了该方法是一种有效的斜视画幅式航空相机的像移速度计算法,且直观、简单易行,还可以扩展到星载相机上。

关键词：航空相机姿态角像移速度像移补偿坐标系旋转

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宽覆盖型光学遥感相机侧摆像移速度计算

中国光学 2013年第5期6卷 750-758页

作者：李广泽孔德柱刘金国中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

根据宽覆盖相机的特性,分析了其侧摆成像的几何关系。建立了地面物点到相机像面的空间坐标变换关系,在此基础上,推导了基于圆地球模型的相机侧摆像移速度计算公式,并以像移失配传递函数MTF mismatch作为评价方法分析了相对像移匹配残差... 详细信息

根据宽覆盖相机的特性,分析了其侧摆成像的几何关系。建立了地面物点到相机像面的空间坐标变换关系,在此基础上,推导了基于圆地球模型的相机侧摆像移速度计算公式,并以像移失配传递函数MTF mismatch作为评价方法分析了相对像移匹配残差对像质的影响。以某宽覆盖型相机为例,计算了不同侧摆角和不同地心角条件下的像面像移速度。计算结果表明:像面各点的侧摆像移速度均不相同,且变化趋势也不相同,远地点处像移速度相对变化量最大。在侧摆角为25°且积分级数为48的条件下,像移失配传递函数的最大值为0.681。外场成像试验结果表明,积分级数控制在16级以内时的相机成像质量良好。

关键词：宽覆盖相机光学遥感相机侧摆像移速度调制传递函数

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航空遥感面阵CCD相机像移速度计算方法

黑龙江工程学院学报 2010年第1期24卷 73-76页

作者：袁海燕袁红艳田国华黑龙江工程学院数学系黑龙江哈尔滨150050 哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为提高航空遥感相机的照相分辨率,必须对航空遥感相机进行像移补偿。探讨一种面阵CCD相机像移速度的计算方法——坐标变换法,其原理是利用地面上相同点在相机姿态变换前后像面不同坐标值之间的矩阵关系求出像移量及像移速度。利用该方... 详细信息

为提高航空遥感相机的照相分辨率,必须对航空遥感相机进行像移补偿。探讨一种面阵CCD相机像移速度的计算方法——坐标变换法,其原理是利用地面上相同点在相机姿态变换前后像面不同坐标值之间的矩阵关系求出像移量及像移速度。利用该方法计算航空遥感相机在垂直工作方式下像面中心点与像面上任一点由于飞机的姿态变化与飞机的飞行运动引起的前向像移速度和横向像移速度,并将此方法推广到倾斜式相机像移速度的计算中。

关键词：面阵CCD 像移速度像移补偿坐标变换姿态角