航空远距离倾斜摄影相机扫描稳像及像移补偿技术研究

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1、硕士学位论文航空远距离倾斜摄影相机扫描稳像及像移补偿技术研究RESEARCHONSCANNING&MOTIONCOMPENSATIONOFAIRBORNECAMERAFORLONGRANGEOBLIQUEPHOTOGRAPHY李福东哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：V243.5学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文航空远距离倾斜摄影相机扫描稳像及像移补偿技术研究硕士研究生：李福东导师：关英姿教授申请学位：工学硕士学科：飞行器设计所在单位：航天学院答辩日期：2015年7月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V243.5U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSCANNING&MOTIONCOMPENSATIONOFAIRBORNECAMERAFORLONGRANGEOBLIQUEPHOTOGRAPHYCandidate：LiFudongSupervisor：Prof.GuanYingziAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpec

3、iality：SpacecraftDesignAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着地空导弹作用距离的提高以及高危环境的侦察需求，侦察系统的安全性变得尤为关键，现有的侦察方式主要分为四种类型：深入目标上空垂直侦察、临近目标区域的倾斜侦察、远距离倾斜摄影侦察和卫星侦察。远距离倾斜摄影侦察时，侦察区域位于飞机的侧面，有较大的遥感

4、距离，为飞机提供了安全飞行的保障。其具有的广域搜索能力、点目标采集能力、目标跟踪能力及立体成像能力的提高能够快速有效地对大范围分散目标成像，降低飞行时间，最大化保证飞行安全，因而，近年来远距离倾斜摄影逐渐成为最佳的侦察技术。本文主要研究航空远距离倾斜摄影相机的扫描稳像及像移补偿方法。本文主要包括以下方面内容：首先，对遥感相机中常用的扫描成像方法进行了分类说明，介绍了每种扫描成像工作原理、优缺点及适用情况，详细介绍目前最常用的稳像及像移补偿方法，给出了每种扫描成像、稳像及其像移补偿方法的工作原理，结合工程实践，对稳像及像

5、移补偿的精度需求进行了分析。其次，对倾斜成像状态下的前向像移、俯仰像移、偏航像移和横滚像移计算公式进行了推导，给出了像移速度与航高、航速、斜视俯角以及平台扰动速度之间的计算公式，为倾斜摄影相机像移补偿方案设计提供基础。第三，结合航空远距离倾斜摄影相机总体技术方案，提出了一种扫描稳像及像移补偿设计方案，对扫描稳像系统的组成及工作原理进行了详细说明；对扫描稳像机构的在不同俯角状态下的工作参数进行了详细分解。最后，扫描稳像控制回路建模与仿真。建立了扫描稳像控制回路的仿真模型，对扫描稳像及像移补偿机构的性能进行了初步仿真分析，

6、根据仿真结果可以得出该扫描稳像机构能够实现扫描稳像的功能，满足总体提出的扫描稳像技术指标要求。关键词:远距离倾斜摄影相机；扫描；稳像；像移补偿-I-AbstractAbstractSurvivabilityofreconnaissancesystemsbecomesmorecriticalwithever-increasingoperationalrangesofsurfacetoairmissilesandtheneedtooperateinhigh-threatenvironments.Therearefourma

7、intypesofreconnaissancemissions:PenetratingOver-flight,PenetratingSideObliqueDepressionAngle,LongRangeObliquePhotography(LOROP)andSatelliteMissions.TheLOROPtypemissionphotographsareasthatarelocatedtothesideoftheaircraftatremotedistances,thusprovidingsecuredstand

8、offflights.Thecapabilitytointerleavewideareasearch,spotcollection,andtargettracking/stereomodesallowsrapid,efficientimagingofwidelydispersedtargetstominimizeflighttim