光机扫描仪扫描条带宽度变化规律研究

《光机扫描仪扫描条带宽度变化规律研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航天返回与遥感第32卷第1期12SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2011年2月光机扫描仪扫描条带宽度变化规律研究石志城渊北京空间机电研究所袁北京100076冤摘要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袁并推导出扫描条带宽度变化量的计算公式遥讨论了卫星侧摆成像时袁计算条带宽度变化量的方法遥最后袁建立了扫面条带的数学模型袁并对MODIS扫描条带宽度变化进行了仿真遥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中图分类号院V447文献标识码院A文章编号院1009-8518渊2011冤01-0012-06ResearchonSc

2、anWidthVariationforOpticalMechanicalScannerShiZhicheng(BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100076袁China)AbstractThepaperresearchedthescanwidthvariationofoptical-mechanicalscannerfollowingonthechangeofscanningangle.Thecalculationofthescanwidthvariationwasdeduced.Thecalcul

3、ationofthescanwidthvariationduringside-swayimagingwasdiscussed.FinallythemathematicmodelofscanwasderivedandscanwidthvariationofMODISwasemulated.KeywordsOpticalmechanicalscannerScanwidthScanningangleSide-swayimagingSpaceremotesensing1引言光机扫描仪是星载遥感系统中最早使用的传输型遥感器之一袁它可以利用反射镜扫描成像的方式扩大咱1暂观测视场袁

4、解决遥感器光学系统视场与成像品质尧接收器实际水平与观测视场要求之间的矛盾遥光机扫描仪的工作原理可以理解为院扫描装置在穿越卫星飞行方向周期地扫描得到一维空间信息袁卫咱2暂星运动提供另一维空间信息遥光机扫描仪中的扫描系统是实现扫描成像的关键袁决定着扫描视场的大小袁其主要功能之一是扩大扫描仪的观测视场遥由于探测器本身是固定的袁所以其投影会随着扫描过程的推进而不断变化袁即随着扫描角度的变化探测器投影也会随之而变化袁这在某种程度上体现了扫描系统的扫描特性遥研究扫描特性有助于进一步认识扫描条带变化量的特性遥本文将以不同扫描角度对应扫描条带宽度的变化特性为研究对象袁讨论扫描条带宽度

5、变化量的变化规律遥2扫描条带宽度变化规律研究根据光机扫描仪的工作原理可知袁扫描条带宽度是焦面探测器经光学系统和扫描镜后投射在地面的投收稿日期院2010-04-12基金项目院中国空间技术研究院自主研发课题第1期石志城院光机扫描仪扫描条带宽度变化规律研究13咱3暂影宽度遥对于星下点成像而言袁根据投影关系袁若已知探测器长度尧光学系统焦距f和卫星轨道高度h袁即可求解出星下点投影宽度D遥假设垂直扫描方向的探测器光敏元宽度为a袁相邻光敏元沿垂直扫描方向中心距为b袁探测器光敏元数量为n袁星下点投影宽度D可由式渊1冤求得遥h渊1冤D=[b(n-1)+a]f光机扫描仪在非星下点成像时袁

6、投影宽度会随着地物相对光机扫描仪视线斜距的变化而变化遥假设地球半径为R袁光机扫描仪与星下点的连线和视线的夹角为茁遥根据几何关系可知视线的斜距H可由式渊2冤表咱4暂示遥视线斜距示意图如图1所示遥渊2冤222H=(R+h)cosb-R-(R+h)sinb光机扫描仪βhH星下点地面成像点RRθ地心图1视线斜距示意图根据式(1)尧(2)可知袁非星下点投影宽度阅鸳可由式渊3冤求得遥HD¢=[b(n-1)+a]渊3冤f通过图1中视线斜距和茁的几何关系以及式渊3冤可知袁随着扫描角度的增大袁视线斜距也随之增大袁进而导致投影宽度增大遥EOS渊EarthObservingSystem冤卫

7、星是美国国家航空航天局地球观测系统计划中15颗卫星的统称遥第一颗EOS卫星名为Terra袁轨道高度705km袁同时它也是第一颗对地球进行整体观测的系统遥Terra卫星上载有中分辨率成像光谱仪袁即MODIS遥MODIS是一种被动式摆动扫描探测器袁其扫描视场的范围可以达到依55毅袁咱缘暂扫描线实际跨度大约为2330km遥由于MODIS扫描范围很大袁所以较大扫描角度对应的扫描条带宽度相对于星下点条带宽度也会有较为明显的变化遥下文将以MODIS为例对其扫描条带宽度变化进行计算遥已知卫星轨道高度为705km袁星下点条带宽度为10km袁由此可知院b(n-1)+a