TDICCD空间相机摆扫成像像移匹配残差估计

发布时间：2017-10-24 02:26

  本文关键词：TDICCD空间相机摆扫成像像移匹配残差估计

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【摘要】：大视场、高分辨率成像是目前TDICCD空间相机的两大成像指标,精准的像移补偿是确保TDICCD空间相机成像质量的关键。为保证高分辨下的大视场成像,本文在齐次坐标变换的基础上,建立了TDICCD空间相机摆扫成像像移匹配模型,并结合蒙特卡罗法对影响像移速度的参量误差进行了误差综合,同时用MTF对综合后的误差进行图像质量评估,最后根据目前的技术水平以及实验结果对摆镜角速度残差进行预测,确保了该摆扫成像模型在实际工程运用中的成像质量。本文的具体工作包括:首先,介绍了齐次坐标变换中的旋转、平移、缩放矩阵以及摆镜扫描成像过程中用到的反射镜矩阵。同时对摆扫成像过程中的各个坐标系进行定义,在齐次坐标变换的基础上结合摆扫反射镜矩阵建立TDICCD空间相机摆扫成像像移匹配模型,给出像面上各个像点处的像移速度和偏流角公式,为后文的实验仿真做好准备。其次,根据前文建立好的成像模型,参考国内某相机的轨道姿态等参数,对比侧摆与摆扫成像模型,将轨道姿态等参数带入到两个模型之中,验证模型的正确性;通过对摆镜角速度进行合理设置,能够实现在沿航飞行时进行穿航方向上的扫描成像,实现了大视场,宽幅盖扫描成像,验证模型的合理性。然后,对影响像移速度矢量的轨道姿态参量进行误差指标分配,并根据蒙特卡罗法对分配的误差进行误差综合,得到像移速度残差;在轨道姿态参量误差不变的基础上,结合不同摆镜角速度误差进行误差合成,同时用MTF对合成的像移速度残差进行质量评估,结果表明,在轨道姿态参量误差不变的基础上,摆镜角速度残差越小,像移速度残差越小,成像质量越高。最后,在现有的技术水平上,用阈值设定分析法对摆镜角速度残差进行预测,解决了由于现有技术水平导致该模型中出现的问题,保证了成像的质量,确保了该模型的正确性。
【关键词】：TDICCD 摆扫成像 MTF 蒙特卡洛 残差预测
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V445.8
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 空间相机研究现状12-16
• 1.2.2 像移补偿现状16-18
• 1.3 主要研究内容18-20
• 第2章 TDICCD空间相机摆扫成像模型20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 TDICCD介绍20-22
• 2.2.1 TDICCD工作原理20-21
• 2.2.2 偏流角产生原因21-22
• 2.2.3 摆扫相机成像方式22
• 2.3 TDICCD空间相机摆扫成像模型22-32
• 2.3.1 齐次坐标变换及光学反射矢量23-26
• 2.3.2 摆扫模型坐标系定义26-27
• 2.3.3 像移速度参数定义27-28
• 2.3.4 摆扫成像模型建立28-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第3章 摆扫成像像移速度模型的正确性与合理性34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 摆扫成像与侧摆侧摆成像工作方式分析34-35
• 3.3 参数设定35-38
• 3.3.1 轨道姿态等参数的设定36
• 3.3.2 摆镜角速度的设定36-38
• 3.4 仿真结果38-44
• 3.4.1 模型的正确性38-40
• 3.4.2 模型的合理性40-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 摆镜角速度残差对成像的影响分析46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 像移匹配残差要求的确定46-49
• 4.3 像移速度矢匹配残差49-54
• 4.3.1 误差分配50-53
• 4.3.2 像移速度匹配残差53-54
• 4.4 MTF质量评估54-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第5章 摆镜角速度预测58-62
• 5.1 引言58
• 5.2 摆镜角速度的预测58-60
• 5.3 本章小结60-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 论文研究工作总结62-63
• 6.2 研究展望63-64
• 参考文献64-68
• 在学期间学术成果情况68-69
• 指导教师及作者简介69-70
• 致谢70

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本文编号：1086605