星載TDICCD相機側擺成像像移速度建模與分析.pdf

1、大掃描視場下的高分辨率成像是星載TDICCD遙感相機追求的目標,精確的像移補償是TDICCD相機高質量成像的前提條件,如何擴大TDICCD相機的掃描視場以及建立與之相對應的精確的像移速度模型是目前的首要任務。本文在星載TDICCD星下點成像像移速度模型的基礎上,建立了側擺成像像移速度模型,并分析了此模型下的像移速度誤差和偏流角誤差。本文的具體工作如下:
　　首先,詳細分析了如何利用齊次坐標變換法建立星載TDICDD相機星下點成像像

2、移速度模型,了解了模型中各坐標系間的變換關系以及各種參數(shù)在模型推導過程中的作用,明確定義了像移速度模型中所涉及的參數(shù),為后文建立側擺成像像移速度模型打下理論基礎。
　　其次,將45°旋轉掃描反射鏡(以下簡稱45°鏡)用于TDICCD相機成像以擴大掃描視場,針對45°鏡的成像特性,利用K鏡(由三面反射鏡組成的光學系統(tǒng),因形狀像倒“K”字,因此簡稱“K鏡”)進行消像旋,用模擬的方法驗證了加入K鏡的合理性;利用光學反射矢量基本原理推導了

3、45°鏡和K鏡對光矢量的轉換矩陣,結合星下點成像像移速度模型建立了TDICCD相機側擺成像像移速度模型,給出了像面上各個像點處的像移速度和偏流角計算解析式;重新定義了模型中的i'0、γ'0和h(α)等參數(shù),并分析了衛(wèi)星處于不同軌道位置時這些參數(shù)的變化關系。
　　然后,基于前文建立的側擺成像像移速度模型,分析了衛(wèi)星分別處于同一側擺角不同緯度和同一緯度不同側擺角時、兩種像移補償方案下,各像點的前向、橫向像移速度以及偏流角的變化關系,分

4、析表明:利用探測器旋轉同時校正像旋角和偏流角時,像旋角是影響像移速度和偏流角的主要原因。
　　最后,根據(jù)像移速度相對誤差與調制傳遞函數(shù)(MTF)之間的關系,給出了滿足成像要求的像移速度相對誤差及偏流角誤差的極限值;模擬了像移速度相對匹配殘差EVp2和偏流角補償殘差Eη2在衛(wèi)星兩種側擺成像時、兩種補償方案下的變化曲線,結合兩誤差的極限值,得到了不同側擺成像時的極限情況;利用蒙特卡羅法分析了不同側擺角度下像移速度估值誤差ΔVp和偏流角