星载光电成像系统对空间点目标成像的弥散与拖尾特性研究.pdf

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1、激光与兴电子学进展51，091101(2014)Laser&0ptoelectronicsProgress~2014~中国激光》杂志社星载光电成像系统对空问点目标成像的弥散与拖尾特性研究吕建明牛燕雄刘海霞张颖许冰牛海莎刘雯文杨露北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191摘要星载光电成像系统对空间点目标成像进行探测、识别时，由于受到系统衍射、像差及系统与目标相对运动等因素的影响，点目标成像会产生弥散与拖尾现象。以空间目标可见光反射特性和系统点扩散理论为基础，建立了目标成像弥散的数学物理模型，对系统的衍射、像差造成点目标成像弥散进行了理论分析与数值模拟研究；分析了系统

2、与目标的相对运动关系，推导了单帧积分时间内目标在像平面上拖尾长度的表达式，定量研究了轨道高度、观测角等对拖尾长度的影响。结果表明，像差使目标成像的弥散程度增大，像斑中心强度下降；在成像系统参数及其轨道高度一定的条件下，目标的拖尾长度随着目标轨道高度的降低、观测角的增大而增大。关键词成像系统；星载光电探测；空间点目标；弥散与拖尾；建模与仿真中图分类号0432．2；V474．2文献标识码Adoi：10．3788／LOP51．091101ResearchonDispersionandStriationCharacteristicofSatellitePhotoelectricImag

3、ingSystemforSpacePointTargetImagingLfiJianmingNiuYanxiongLiuHaixiaZhangYingXuBingNiuHaishaLiuWenwenYangLuDepartmentofInstrumentScienceandopto—ElectronicsEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，ChinaAbstractWhenasatellitephotoelectricimagingsystemiscarriedoutondetectionandrecognitionforsp

4、acepointtargetimaging，thepointtargetwillproducethephenomenaofdispersionandstriationbecauseoftheinfluenceofdiffractionandaberrationofthesystemandtherelativemotionbetweenthesystemandthetarget．Amathematicalmodeloftargetimagingdispersionisderivedbasedonthevisiblelightreflectancecharacteristicofs

5、pacetargetandthepointspreadtheoryofsystem，andtheeffectofdiffractionandaberrationondispersioncharacteristicofthetargetimagingareanalyzedandsimulated；therelativemotionrelationshipbetweenthesystemandthetargetisanalyzed．Expressionforthestriationlengthonimageplaneofthetargetisdeducedwithinsinglef

6、rameintegrationtime，andtheinfluenceoforbitaltitudeandobservationangleOilthestriationisstudied．Resultsshowthattheaberrationmakesdispersityincreaseandintensityofimagepatchdecrease；striationlengthincreaseswiththetargetSorbitaltitudereducingandobservationangleincreasingundertheconditionofcertain

7、parametersandorbitaltitudeofimagingsystem．Keywordsimagingsystems；satellitephotoelectricdetection；spacepointtarget；dispersionandstriation；modelingandsimulation0CIScodes110．2970；110．2990；000．44301引言基于星载光电成像系统的空间目标(主要指卫星)探测与识别是空间态势感知的主要内容，而目标成像特性的研究是实