光学遥感载荷在轨空间特性指标分析技术研究

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文密级作者姓名：韭薤指导教师：奎挂苤班塞虽生巨整堂睦出盘匠究瞳学位类别：王程亟±学科专业：电王生通信王垂研究所：主巨整堂瞳选皇班塞院2013年5月拖铂ResearchonAnalysisTechniquesforon．．OrbitSpatial■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■●■■●●■■■■■■●●●●------------一III———————————————一CharacteristiCSIndicators

2、ofOpticsRemoteSensinellaracterlsttatoemote0IByZhangJingAThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofElectronicsandCommunicationEngineeringAcademyofOpto--ElectronicsChineseAcademyofSciencesMay,2013学位

3、论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：狐稀日期．>p／弓年，月冲日学位论文使用授权说明本人完全了解培养单位关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照培养单位要求提交学位论文的印刷本和电子版本；培养单位有权保存学位论文的印刷本和电子版本，并提供目录检索与阅览服务；培养单位可以采用影印、缩印、

4、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，培养单位可以公布论文的部分或全部内容。(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名：乡承<静导师签名日期：pI≥年f月叼日摘要光学遥感载荷在轨空间特性指标分析技术研究光学遥感载荷的空间特性反映的是载荷保持目标相对尺寸和细节的能力，是载荷成像性能和数据应用效能评价的重要依据。空间分辨率和MTF是分析表征光学遥感载荷空间特性的最重要的也是最常用的两个指标。如何准确地评估光学遥感载荷在轨运行期间的空间分辨率及调制传递函数，在遥感载荷数据质量分析及评价领域一直以来都颇受重视与关注。本论文面

5、向高分辨率光学遥感载荷在轨数据质量分析与应用，围绕光学遥感载荷在轨空间特性指标的分析评价方法开展研究，针对目前空间分辨率评估方法(视觉分辨率法)的局限性，提出了一种基于辐射状靶标的空间分辨率自动检测算法：通过分析对比线扩散函数的半波高度宽、等效宽度、26宽度、边缘扩散宽度等参数与空间分辨率关系，提出了基于刃边靶标图像的空间分辨率评估方法；论文还对现有的辐射状靶标MTF评估方法进行了改进，并对改进算法进行精度分析与影响因素分析，验证了算法的评估精度与计算稳定性。本论文的主要研究成果：1)在现有的民用静止照片数码相机分辨率评估方法的基

6、础上，加入人眼视觉阈值考虑，实现了一种基于辐射状靶标的空间分辨率自动检测算法。采用仿真实验的方法，分析了不同的检测白线条数、靶条角宽、随机噪声对该算法评估精度的影响，真实数据验证结果表明：该算法与视觉分辨率法具有很高的一致性。2、)研究分析了目前常用于表征空间分辨率的参数，通过仿真实验与真实数据验证，分析比较这些参数与空间分辨率的关系，并提出了一种基于刃边靶标图像的空间分辨率评估方法。分析结果表明：成像系统MTF曲线的标准差与其空间分辨率之间呈现一定的线性关系，可将其应用于光学遥感载荷的空间分辨率的评估。3)针对现有基于辐射状靶标

7、的MTF在轨评估算法存在的问题，在像方调制光学遥感载荷在轨空间特性指标分析技术研究度求取关键环节进行了改进，通过仿真实验对改进算法进行了关键影响因素分析与评估精度分析。分析结果表明，改进算法与原方法相比具有更高的评估精度和和计算稳定性。关键词：空间特性，空间分辨率，调制传递函数，辐射状靶标，仿真实验IIABSTRACTRESEARCHONANALYSISTECHNIQUESFORON—ORBITSPATIALCHARACTERISTICSn叮DICATORSOF0PTICSREMOTESENSINGPAYLOADZhangJing

8、(ElectronicandCommunicationEngineering)DirectedbyLiChuanrongThespatialcharacteristicsofopticalremotesensingpayloadreflectits