高分辨率光瞳旋转光学成像系统特性与像质提升方法研究

发布时间：2021-10-10 06:33

　　光瞳旋转光学成像系统是通过矩形光瞳绕中心旋转的方式,实现系统在光瞳不同旋转角度上的矩形长边等效口径成像,是实现空间超高分辨率超大口径光学载荷的新型成像体制。与传统体制相比,具有轻量化、加工周期短、便于运载、成本低等特点,是未来静止轨道超高分辨率光学卫星成像载荷的重要发展方向。但其在轨成像过程中受到自身光瞳旋转与探测器采样、卫星平台运动、振动等耦合效应影响,大口径光瞳旋转光学遥感成像系统的图像退化特性复杂,因此有必要开展大口径光瞳旋转光学系统在轨成像质量退化特性研究,并以此为依据提出像质提升方法。围绕该目标,论文的主要研究工作如下:（1）光瞳旋转光学系统成像质量退化机理及特性分析。首先利用光瞳自相关理论建立光学成像系统矩形光瞳的点扩散函数（Point Spread Function,PSF）特性分析模型。其次结合系统工作原理与在轨成像链路,分析光瞳旋转光学系统成像质量退化机理。最后从机理出发,考虑矩形光瞳PSF与平台振动耦合对成像质量的影响,分析系统在轨成像特性。（2）建立高分辨率光瞳旋转光学系统成像质量仿真模型与方法。从像质退化机理出发,围绕成像链路中平台在轨振动、光学系统成像与探测器... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 超大口径静止轨道光学卫星空间载荷成像技术
        1.2.2 光学遥感成像系统像质提升技术研究现状
        1.2.3 国内外研究现状分析
    1.3 主要研究内容
第2章 光瞳旋转光学系统成像质量退化机理及特性分析
    2.1 引言
    2.2 光瞳旋转光学系统成像原理及像质退化机理
    2.3 光瞳旋转光学成像系统在轨像质退化特性分析
    2.4 本章小结
第3章 高分辨率光瞳旋转光学系统成像质量仿真建模
    3.1 引言
    3.2 高分辨率光瞳旋转光学成像系统仿真模型
        3.2.1 光学遥感系统成像链路分析
        3.2.2 高分辨率光瞳旋转光学成像系统几何质量仿真模型
        3.2.3 高分辨率光瞳旋转光学成像系统辐射质量仿真模型
    3.3 高分辨率光瞳旋转光学成像系统仿真实验
        3.3.1 仿真实验方案
        3.3.2 仿真实验结果与分析
    3.4 本章小结
第4章 高分辨率光瞳旋转光学成像系统像质提升方法
    4.1 引言
    4.2 光瞳旋转光学成像系统像质提升总体思路
    4.3 基于梯度信息的高精度图像配准模型
    4.4 基于方向梯度先验的图像复原模型与方法
        4.4.1 图像复原原理
        4.4.2 图像方向梯度先验
        4.4.3 基于方向梯度先验的图像复原正则化模型与求解方法
    4.5 基于凸集约束的图像超分辨率方法
        4.5.1 基于凸集约束的图像超分辨率原理
        4.5.2 凸集投影算子
        4.5.3 高分辨率光瞳旋转光学成像系统图像超分辨率方法
    4.6 本章小结
第5章 像质提升方法实验验证及分析
    5.1 引言
    5.2 高分辨率光瞳旋转光学成像系统像质提升方法实验方案
        5.2.1 实验方案
        5.2.2 图像质量评价方法
    5.3 实验验证结果及分析
        5.3.1 图像复原方法的实验验证与分析
        5.3.2 图像超分辨率重建方法实验验证与分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢



本文编号：3427847