高空间分辨偏振成像仪误差分析与工程实现
发布时间：2022-10-06 18:45
空间分辨率是传统对地光学遥感的永恒追求,偏振遥感探测也不例外。随着科学技术的发展和社会的进步,人们对信息的需求量也在与日俱增,卫星遥感图像的分辨率现今已经达米级甚至亚米级。传统光学遥感方式能提供地物目标全色高分辨率的遥感图像,但此种方式受背景光谱的影响较大,进而导致遥感任务的失败。偏振遥感作为一种新兴的对地观测的手段,在强度维的基础上增加偏振维信息,从而丰富了目标的信息,可以有效提高被探测目标与背景之间的对比度。因此,充分发挥偏振信息的优势,在提升目标探测能力方面具有重要意义。信息的真实性是遥感探测的崇高使命。偏振遥感器作为典型的测量系统,对影响其测量精度的因素进行分析,并通过合理的工程手段进行控制与后期校正,是决定信息真实性的重要环节。论文基于海洋高空间分辨遥感观测的应用需求,主要完成了以下几个方面的研究内容:（1）提出了高空间分辨偏振成像的系统方案,并推导了系统的测量方程。根据应用需求,分别研究了目前空间相机的成像方案和目标偏振信息获取方案,分析对比了每种方案的优缺点,提出了长焦距的离轴三反成像物镜结合分振幅同时偏振测量的技术方案,并由偏振测量原理,推导了系统的偏振测量方程。（2）...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高空间分辨成像技术发展现状
1.2.2 偏振探测研究现状
1.2.3 论文的意义及内容
第2章 高空间分辨偏振成像方案研究
2.1 高分辨成像光学系统方案研究
2.1.1 成像方式
2.1.2 成像物镜方案
2.2 偏振信息获取方案研究
2.2.1 偏振测量系统分类
2.2.2 偏振测量方案
2.3 系统方案及偏振测量方程推导
2.3.1 系统方案
2.3.2 偏振测量原理
2.3.3 系统偏振测量方程
2.4 本章小结
第3章 偏振测量精度影响因素与误差分析
3.1 偏振器件特性非理想性
3.1.1 部分偏振分束棱镜分束比误差
3.1.2 波片延迟量误差
3.1.3 波片方位角误差
3.1.4 偏振分束棱镜消光比
3.2 成像物镜的残余偏振
3.3 噪声的影响
3.4 MTF的影响
3.5 应力影响
3.6 杂散光因素
3.7 像元匹配误差
3.8 电子学因素的影响
3.9 本章小结
第4章 系统光机热设计与分析
4.1 光学系统设计
4.1.1 探测器选型
4.1.2 MTF指标分析
4.1.3 信噪比估算
4.1.4 光学系统参数计算
4.1.5 光学设计输入分析
4.1.6 光学布局及参数
4.1.7 光学系统性能评估
4.1.8 系统公差分析
4.2 结构系统设计与分析
4.2.1 结构整体方案
4.2.2 稳定性设计与分析
4.2.3 消应力设计与分析
4.2.4 消杂散光设计
4.3 系统装调方法与验证
4.3.1 系统装调公差分配
4.3.2 部组件及整机装调方法研究
4.4 力学特性仿真分析
4.4.1 自重状态下的变形
4.4.2 模态及动力学分析
4.5 光机系统热适应性分析
4.5.1 光机系统热分析基础
4.5.2 热应力分析
4.5.3 热适应性分析
4.5.4 热控方案设计
4.5.5 热分析的误差源分析
4.6 本章小结
第5章 系统偏振测量误差校正与性能验证
5.1 偏振测量误差校正
5.2 系统性能验证
5.2.1 探测波段与带宽
5.2.2 系统探测视场
5.2.3 空间分辨率
5.2.4 信噪比
5.2.5 辐射定标精度
5.2.6 偏振参量的获取与偏振测量精度
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 论文创新点
6.3 工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3687198
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高空间分辨成像技术发展现状
1.2.2 偏振探测研究现状
1.2.3 论文的意义及内容
第2章 高空间分辨偏振成像方案研究
2.1 高分辨成像光学系统方案研究
2.1.1 成像方式
2.1.2 成像物镜方案
2.2 偏振信息获取方案研究
2.2.1 偏振测量系统分类
2.2.2 偏振测量方案
2.3 系统方案及偏振测量方程推导
2.3.1 系统方案
2.3.2 偏振测量原理
2.3.3 系统偏振测量方程
2.4 本章小结
第3章 偏振测量精度影响因素与误差分析
3.1 偏振器件特性非理想性
3.1.1 部分偏振分束棱镜分束比误差
3.1.2 波片延迟量误差
3.1.3 波片方位角误差
3.1.4 偏振分束棱镜消光比
3.2 成像物镜的残余偏振
3.3 噪声的影响
3.4 MTF的影响
3.5 应力影响
3.6 杂散光因素
3.7 像元匹配误差
3.8 电子学因素的影响
3.9 本章小结
第4章 系统光机热设计与分析
4.1 光学系统设计
4.1.1 探测器选型
4.1.2 MTF指标分析
4.1.3 信噪比估算
4.1.4 光学系统参数计算
4.1.5 光学设计输入分析
4.1.6 光学布局及参数
4.1.7 光学系统性能评估
4.1.8 系统公差分析
4.2 结构系统设计与分析
4.2.1 结构整体方案
4.2.2 稳定性设计与分析
4.2.3 消应力设计与分析
4.2.4 消杂散光设计
4.3 系统装调方法与验证
4.3.1 系统装调公差分配
4.3.2 部组件及整机装调方法研究
4.4 力学特性仿真分析
4.4.1 自重状态下的变形
4.4.2 模态及动力学分析
4.5 光机系统热适应性分析
4.5.1 光机系统热分析基础
4.5.2 热应力分析
4.5.3 热适应性分析
4.5.4 热控方案设计
4.5.5 热分析的误差源分析
4.6 本章小结
第5章 系统偏振测量误差校正与性能验证
5.1 偏振测量误差校正
5.2 系统性能验证
5.2.1 探测波段与带宽
5.2.2 系统探测视场
5.2.3 空间分辨率
5.2.4 信噪比
5.2.5 辐射定标精度
5.2.6 偏振参量的获取与偏振测量精度
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 论文创新点
6.3 工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3687198
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