轨道末期星载相机侧摆成像匹配分析与实验.pdf

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1、0254—6124／2013／33(3)一337-09Chin．nceSci．空间科学学报YangXiubin，JiangLi，JinGuangImagematchinganalysisandexperimentofspacebornecameraswayedintheendoforbitlifeChin．J．SpaceSci．，2013，33(3)337—345轨道末期星载相机侧摆成像匹配分析与实验杨秀彬姜丽金光1(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033)2(长春理工大学长春13

2、0022)摘要通过分析卫星轨道末期星载TDICCD相机成像面临的数据读出频率过大、像移失配严重等瓶颈问题，提出了轨道末期卫星侧摆成像匹配方案．依据轨道衰减高度，设计侧摆成像匹配模型，计算出轨道高度与匹配成像侧摆角度之间的变化关系，对侧摆成像时的像移速度矢量、偏流角度、成像畸变等进行了定量的可行性分析，并利用蒙特卡洛方法分析了满足侧摆成像的卫星姿态指向精度和稳定度．利用基于小型三轴气浮台的小卫星姿态控制系统和TDICCD相机成像系统进行仿真试验，结果表叽仿真图像的MTF函数和互相关相似性测度均在0．

3、85以上，侧摆成像匹配方案能较好地满足轨道末期成像需求．关键词TDICCD相机，分辨率，偏流角，MTF函数，像移，读出频率中图分类号V416ImageMatchingAnalysisandExperimentofSpaceborneCameraSwayedintheEndofOrbitLifeYANGXiubinJIANGLiJINGuang1(ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，Changchun130033)2(Changchu

4、nUniversityofScienceandTechnology，Changchun130023)AbstractSatelliteswaysmatchingimageisestablishedbyanalyzingthebottlenecksproblemofthatthedataread—outfrequencyistoolarge，andtheseriousmismatchshiftwhichspaceborneTDICCDcameramightfaceintheendoforbitlif

5、e．Basedonorbitaldecayheight，themodelofswayingmatchimageisdesigned，therelationbetweenorbitheightandangleofthematchingimageiscalculated，quantitativeanalysis0nthefeasibilityofimagemotionvector，deviantangle，imagedistortionarecarriedout，andthensatelliteatt

6、itudepointingaccuracyandstabilitywhichmeettherequirementofimagingareanalyzedthroughMonteCarlomethods．Finally，physicalsimulationofTDICCDcameraswaying--imagingisconductedonthemini-typethree—-axisairbearingtableconstructedforattitudecontrolsimulationofsm

7、allsatellite．SimulationresultssuggestthattheMTFsimulationandcross—correlationfunctionofthesimilaritymeasurementarebothmorethan0．85．andsatelliteswayingtomatchimagecanmeettheimagingrequirementwellintheendofthe}国家高技术研究发展计划项目(Y2021NX120)和吉林省自然科学青年基金项目(201

8、201010)共同资助2012—04—09收到原稿，2012—10—19收到修定稿E—mail：yangxiubin@mail．nankai．edu．cnChin．J．@aceSci．空间科学Cv．2013，33(3)TDICCDcamera，Resolution，Deviantangle，MTF，Imagemotion，Read—out~equency0引言辨率随着轨道高度的降低而提高，地面像元分辨率有GsD=罢JH．(1)目前，高分辨率对地观测卫星大多运行在2【)(】1000k