相位差异技术在靶场光学测量设备中的应用

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1、第31卷第3期2012年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyVoL31No．3Jun．2012相位差异技术在靶场光学测量设备中的应用。高昕1，王建立2，赵金宇2，唐嘉1，王建军11．北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094；2．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所·长春-130033)摘要：在分析光学设备需求、相住差异技术基本原理的基础上，对相位差异技术进行实验验证，并就其在靶场光学测量设备中的应用进行技术探讨．根据实验结果，原始图像的Fisher值为6．98×10～，采用相位差异技术恢复后，图像

2、的Fisher值提高到2．50×10一，恢复结果验证了相位差异技术对水平传输过程中大气扰动的押制能力。研究表明，该技术可有效改善大气湍流、光学系统像差对光学测量设备高分辨力成像的影响，还可应用于光学测量设备安装调试过程以及外场期问故障诊断和像差检测及校正。针对该技术实时性不足的问题，提出了优化算法、优化软件结构、选择高性能处理器等解决方案。关键词：相位差异；光学测量；靶场；光学成像中图分类号：V556．5文献标志码：A文章编号：1674—5620(2012)03—0027—04ApplicationofPhaseDiversityTechnology

3、inRangeOpticsEquipmentGAOXinl，WANGJianli2，ZHA0Jinyu2，TANGJial，WANGJianjunl(1．BeijingInstituteofTraekingandTelecommunicationsTechnology．Beijing100094；2．ChangehunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，theChineseAcademyofSciences，Changchun130033)Abstract：Followinganalysisofdema

4、ndsforrangeopticsequipmentandtheprinciplesandapplicationsofphasedi—versitytechnology．thispaperdiscussestheprospectofapplicationofphasediversitytechnologyinrangeopticse-quipment．TheFishervalueofanoriginalimageof6．98×10—4isincreasedtOZ．50×10—3withphasediversitytech-nology．Researc

5、hshowsthetechnologyovercomestheimpactofatmosphericturbulenceandopticalsystemaberra—tiononhigh-resolutionimaging．Itcanalsobeusedindiagnosisandexaminationandcorrectionofopticalsystemab—errationduringassemblyandfieldtests．ThepaperputsforwardthreewaystOmakeupforthelackofreal-timepe

6、r—formanceofthetechnology，i．e．，optimizationofalgorithm，streamliningofsoftwarestructureanduseofhigh-per-formanceprocessors．Keywords：phasediversity(PD)：opticalmeasurement；testrange；opticalimaging0引言在飞行器测控试验中，光学测量设备扮演着重要角色。光学测量具有如下优点：测量精度高；可测量飞行目标的光辐射特性参数；可获得飞行目标姿态影像，直观性强，并可事后分析；不

7、受“黑障”和地面杂波的干扰影响等。但与无线电测量相比较，光学测量易受天气条件制约。近年来，任务需求对光学测量提出了更高的要求，随之而来的是设备能力难以满足任务需求的矛盾。例如，对远距离、暗小飞行器姿态和遭遇景象，高分辨力成像测量能力和要求的矛盾；精密光学测量设备在外场使用过程中光学系统出现像质下降等异常情况后，多数需要返厂维修，现场解决存在技术困难，这和高频度任务对设备的需求产生较大矛盾；另外，在高精度事后图像处理和姿态分析，白天高灵敏度相机的应用等问题上也都存在能力和需求间的矛盾。PD(相位差异)技术研究的进展能较好地解决以上矛盾。相位差异技术始于

8、20世纪70年代，充分利用了信息光学、计算科学和数学的理论。其光学原理如下[1]：按傅里叶光学，光学系统的成