基于速度矢量模型的圆轨道空间相机偏流角实时补偿-论文.pdf

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1、第43卷第7期红外与激光工程2014年7月VO1．43NO．7InfraredandLaserEngineeringJu1．2014基于速度矢量模型的圆轨道空间相机偏流角实时补偿孙阳．一，薛栋林，郑立功，张学军(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：偏流角是影响线阵CCD相机推扫成像性能的重要因素。为实现在轨有限计算资源环境下偏流角的快速计算，根据圆轨道卫星飞行与地物随地球自转的速度矢量运动关系，建立了适用于圆轨道正视与前后视成像的偏流角模型，给出卫星飞行过程中星下点相对地物的运动速度矢量作角向振动的数学

2、表达式。根据该模型提出基于旋转CCD方式的偏流实时补偿方案，并搭建偏流校正成像模拟平台进行了实验验证。仿真和实验表明，速度矢量模型具有更高的计算效率，计算精度和稳定性与坐标变换模型和轨道要素模型一致，能够将偏流导致的图像MTF下降抑制到5％。该方案适用于TDICCD相机与三线阵CCD立体测绘相机的偏流实时调整机构开发工作。关键词：遥感；偏流角；像移补偿；空间光学；TDICCD中图分类号：TP702文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)07—2185—07Real-timedriftanglecompensationbasedonspeedvectormodel

3、forspacecameraoncircularorbitSunYang，XueDonglin，ZhengLigong，ZhangXuejun(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，Changchun130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Driftangleisanimpo~antfactorwhichdisturbsimagequalityoflineararrayCCDcamerai

4、npushbroomimagingmode．Inordertorealizefastcalculationtodriftangleunderlimitedcomputationalresourceconditiononorbit，adriftangleexpressionappliedtoremotesensorwithstraight，forwardandbackwardsightoncircularorbitwasconstructed，basedoncharacterofrelativemotionbetweenvelocityofcameraonroundorbita

5、ndofgroundtargetwhichmovedwithrotationoftheearth．MathematicalexpressionofangularvibrationofthevelocityvectorofsatelliterelativetotargetduringsatelliteSflightwasgiven．Thereal—timeadjustingmethodbasedonCCDrotatingwaspresentedandverifiedbyconstructingimagingtestbedofreal—timedriftcompensation．

6、Simulationandtestresultsindicatethatspeedvectormodelhashighercalculationeficiency，andcalculationaccuracyandstabilityareasmuchasmethodofcoordinateVansformafionandorbitalelement．MTFdegradationcanbesuppressedto5％收稿日期：2013—11—06；修订日期：2013—12—14基金项目：国家自然科学基金重点项目(61036015)作者简介：孙阳(1985一)，男，博士生，主要从

7、事遥感器平台颤振、成像仿真方面的研究。Email：359898095@qq．tom导师简介：张学军(1968-)，男，研究员，博士生导师，博士，主要从事光学加工、光学检测方面的研究。Email：zxj@ciomp．ac．cn2186红外与激光工程43卷withdriftcompensatedbyspeedvectormode1．ThemethodcanbefurtherusedfordevelopmentofdriftanglerealtimeadjustmentmechanismofTDICCDcam