三线阵立体测绘相机光学系统的调焦分析-论文.pdf

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1、第43卷第8期光子学报Vo1．43No．82014年8月ACTAPHOTONICASINICAAugust2014doi：10．3788／gzXb2O1443O8．0822001三线阵立体测绘相机光学系统的调焦分析王红，田铁印(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室，长春130033)摘要：针对三线阵立体测绘相机CCD成像靶面偏离最佳像面位置，影响成像质量的问题，根据光学系统的设计参量，计算测绘相机的调焦准确度，分析像方远心光路对测绘相机调焦准确度及调焦对测绘准确度的影响．结果

2、表明，光学系统的调焦范围为土2mm；当采用像方远心光路，在允许离焦的范围内进行调焦时，产生的投影畸变可忽略不计．调焦后光学系统的成像质量、畸变要求满足高测绘准确度要求．关键词：测绘相机；测绘准确度；光学设计；调焦分析；像方远心中图分类号：0435文献标识码：A文章编号：1004—4213(2014)08—0822001—4FocusingAnalysisonOpticalSystemofThreeLineArrayStereoscopicMappingCameraWANGHong，TIANTie—yin(KeyLabo

3、ratoryofOpticalSystemAdvancedManufacturingTechnology，ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)Abstract：FortheimagingqualityproblemwhichinducedbythedeviationsfromtheCCDimagingtargetsurfacetothebestimageplan

4、epositionofthreelineararraystereomappingcamera，thefocusingprecisionwascalculatedaccordingtOthedesignparametersoftheopticalsystem，andeffectofthetelecentricsystemonthemappingaccuracywasanalyzed．Telecentricsystemisadoptedtomeettherequirementofstereoscopicmapping，th

5、efocusingrangeisabout±2mm，andthedistortioncanbenegligiblewithinfocusingrange．Afterfocusing，theoptica1systemimagingqualityanddistortionmeettherequirementofhighaccuracyofmapping．Keywords：Mappingcamera；Mappingaccuracy；Opticaldesign；Focusinganalysis；TelecentricOCISC

6、odes：220．1140；220．2740；220．3620；220．4830；220．4840相机需要调焦机构在轨进行相机焦平面位置的调整及I，引罱相机离焦量的补偿]．美国的系列火星探测任务及中分辨率三线阵立体测绘相机由于具有体积小、2011年发射的“好奇号”漫游车上装载的桅杆相机均重量轻和功耗小等优点，成为地外星球测绘测量的主采用了调焦系统]，西安光学精密机械与物理研究所要传感器．开展对三线阵立体测绘相机系统的研究，为的贺应红等设计的对焦式着陆探测相机光学系统，采在小卫星上应用或对月进行传输型立体测绘奠定基用准远

7、心结构，对远近目标成像时，移动调焦组可在像础[1]．立体测绘相机包括多项关键技术，其中精密调焦面上获得清晰的成像，而且不同距离的目标，在调焦过技术是星载长焦距、高分辨立体测绘相机不可或缺的程中，系统的焦距不变]，对于立体测绘相机的调焦机关键技术之一L2]．测绘相机光学系统焦距长，卫星发射构设计嘲、调焦机构误差分析p]、调焦机构精度分析[8过程中的振动、冲击及复杂多变的在轨温度、压力等环以及调焦方式对测绘相机主点位置的影响]，等均有境的影响，将使相机的CcD靶面和光学系统的焦平面相关文献报道．产生偏离，降低成像质量，直接

8、影响测绘准确度，因此本文从光学系统设计的角度，分析比较了像方远基金项目：国家自然科学基金(No．60507003)资助第一作者；5E{f_(1968-)，女，博士，研究员，主要研究方向为空间遥感器光学系统设计．Email：wanghong@eiomp．ac．cn收稿日期：2014—04-29；录用日期：2014-06—16http