光学反射式拼接型遥感器拼接区鬼像研究.pdf

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1、航天返回与遥感第37卷第2期58SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2016年4月光学反射式拼接型遥感器拼接区鬼像研究孙欣胡永力（北京空间机电研究所，北京100094）摘要目前绝大多数高分辨率宽幅空间光学遥感器焦面均需要由多片探测器拼接而成，获得的遥感影像也有非拼接区和拼接区的差别。随着遥感影像的应用越来越广泛，对焦面拼接区像质的要求也越来越高。文章研究某型号光学拼接型遥感器拼接区鬼像的变化规律、形成原因，提出避免措施，提高拼接区图像品质。首先，针对整机测试中发现的鬼像进行研究，找出其变化规律；随后，分别利用几何光学和光学仿真软件计算的方法，分析

2、得出产生鬼像的原因为成像光线在拼接镜刃边内壁的掠射；然后，利用搭建模拟光路的方法进行定性试验验证，得到了与整机测试和理论分析相吻合的结果；最后，对现有拼接镜设计提出了针对性的改进，给出了避让角的确定方法，并通过整机试验，验证了文章提出的避免拼接区鬼像的解决方案可靠合理。关键词光学遥感器光电耦合器件拼接反射式鬼像空间相机中图分类号:V1文献标志码:A文章编号:1009-8518(2016)02-0058-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2016.02.008StudyonGhostImagesinSplicingAreaofOpticalRefl

3、ectButtingRemoteSensorSUNXinHUYongli（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractMosthighresolutioncamerasneedseveraldetectors.Theimageshavebuttingareaornon-buttingarea.Imagequalityofthebuttingareaneedincreased,thispaperresearchestheghostimagesonthebuttingareai

4、ntheopticalbuttingremotesensor.Firstly,itstudiestheghostimageswhichappearintestandfindstheirchangelaw.Secondly,itusesthegeometricalopticsmethodandopticalsimulationsoftwareseparatelyandcomestoaconclusionthatthegrazing-incidenceonthelateralwallofthebuttingmirroristhecauseoftheghostimages.The

5、n,thepaperputsupthesimulantopticalpathandgetsthesameresult,andfinally,optimizesthebuttingmirror.Thewholestudyshowsthatthesolutionofthegrazing-incidenceonthelateralwallisreasonableandreliable.Keywordsopticalremotesensor;opticalcoupler;opticalbutting;reflective;ghostimages;spacecamera0引言近50年

6、来，各种光学遥感相机已经广泛应用于经济建设、科技发展、国防建设等方面，为增强国家[1]经济实力、科技实力、国防实力和民族凝聚力发挥了重要作用。随着空间光学遥感器的分辨率和幅宽收稿日期：2015-12-09基金项目：国家重大科技专项工程第2期孙欣等:光学反射式拼接型遥感器拼接区鬼像研究59要求越来越高，遥感器焦面所需线阵长度已经远远超出单片焦面探测器（CCD）的线阵长度。现有绝大[2-4]多数高分辨率宽幅空间光学遥感器（下文简称：相机）焦面常常需要由多片CCD拼接而成。[4-7]国内外学者对CCD的拼接方法已经进行了深入的研究，形成了丰富的研究成果。常见的拼接方法有：视场拼接

7、、光学拼接、反射拼接和机械拼接。机械拼接方法由于对CCD制造工艺水平要求比较高，仅在国外相机上有所应用，国内罕见。国内工程上应用较多的是视场拼接、光学拼接和反射拼接，这三种拼接方法各有优劣，可以根据相机的具体特点及相关技术成熟度灵活选择。本文背景型号相机CCD拼接只涉及反射式拼接法。其原理是利用拼接镜将光线分为反射和透射两部分：反射部分光线通过拼接镜镜面反射到达反射区CCD，透射部分光线直接到达透射区CCD。利用两部分光线光程相等实现共焦。透射区和反射区的CCD器件在焦平面内实现首尾搭接，相同谱段在垂[4]直于线阵