地球临边紫外环形成像仪几何定标技术研究-论文.pdf

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1、第41卷第9期中国激光Vo1．4l，NO．92O14年9月CHINESEJOURNALOFLASERSSeptember，2014地球临边紫外环形成像仪几何定标技术研究杨小虎王淑荣黄煜(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033)摘要针对地球临边紫外环形成像仪的结构特点及高精度几何定标的需要，提出了一种基于紫外平行光管、高精度经纬仪及六维转台等设备进行的几何定标新方法。通过构建相应的几何定标新装置，实现了地球临边紫外环形成像仪超大临边视场的几何定标。几何定标结果显示，仪器在临边高度方向与理论设计符合程度在2pixel以内，而在临边方位方向与理想情况偏差最大为25pixel

2、。不确定度分析表明，仪器在临边高度和方位方向上的几何定标不确定度分别为0．488pixel和0．612pixel，均达到亚像素级精度。几何定标新方法及装置对后续同类型仪器的前期光机装调及检测提供了重要参考和实现平台。关键词几何光学；紫外环形成像仪；几何定标；临边高度方向；临边方位方向；不确定度中图分类号TP706文献标识码Adoi：10．3788／CJL201441．0913004ResearchofGeometricCalibrationoftheEarthAnnularUltravioletLimbImagerYangXiaohuWangShurongHuangYu(Changchun

3、InstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciencesChangchun，Jilin130033，China)AbstractConsideringthedesignfeatureandrequirementinhighprecisionofgeometriccalibrationoftheearthannularultraviolet(UV)limbimager，anewmethodbasedonUVcollimator，highprecisiontheodoliteandsix·dimensionrotato

4、riSproposed．GeometriccalibrationiSdoneassoonasthenewdeviceiSbuilt—up．rheresultshowsanagreementof2pixelorlesswiththetheoreticaldesigninlimbaltitudeandabiggestdeviationof25pixelinlimbazimuthorientation．Thecombinedstandarduncertaintyanalysisindicatesa0．488pixelanda0．612pixeluncertaintyinlimbaltitudea

5、ndazimuthorientationrespectively，bothreachingsub～pixelprecision．Withthesuccessfulaccomplishmentofthegeometriccalibration，themethodandthedeviceofferanimportantreferenceandarealizedplatformforthepre—optic—mechanicalinstallingandmeasuringofthesimilartypeofinstrument．Keywordsgeometricoptics；annularUVi

6、mager；geometriccalibration；limbaltitude；limbazimuth；uncertaintyOCIScodesO10．0280；350．5610：150．14881引言参数以及仪器自身的成像几何模型给出l1]。目光学遥感成像类仪器用于研究大气层中臭氧等前，国内外常用的航空测绘相机几何标定方法有室内或野外检校场法、自标定方法等，其标定过程完善痕量气体及气溶胶的含量及相对分布时，其探测数且精度较高，但对于空间分辨率低的航天成像仪例据不仅需要通过辐射定标来确定其大小，而且还要如超大视场紫外(uV)成像类仪器而言，检校场的通过几何定标来确定仪器像素与视场角或观测目

7、标之间的对应关系，两者缺一不可。成像类仪器各像建设及标定成本太大，自标定法成像不够清晰使得标定精度较低，同时紫外波段能量较弱也是制约标素与视场角或观测目标之间的对应关系，一般通过定精度的关键一环【。仪器在卫星平台上的坐标及卫星自身的姿态、轨道收稿日期：2014—04—18：收到修改稿日期：2014—05—26基金项目：国家自然科学基金(41074126)、国家863计划(2009AA12Z151)作者简介：杨小虎(198