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大视场空间相机侧摆成像时几何参数分析

程少园,  张丽,  高卫军,  王劲强

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程少园, 张丽, 高卫军, 王劲强. 大视场空间相机侧摆成像时几何参数分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1872-1877.
引用本文: 程少园, 张丽, 高卫军, 王劲强. 大视场空间相机侧摆成像时几何参数分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1872-1877.
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Cheng Shaoyuan, Zhang Li, Gao Weijun, Wang Jinqiang. Geometric parameters analysis of large FOV space camera when rolling[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6): 1872-1877.
Citation: Cheng Shaoyuan, Zhang Li, Gao Weijun, Wang Jinqiang. Geometric parameters analysis of large FOV space camera when rolling[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6): 1872-1877.
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大视场空间相机侧摆成像时几何参数分析

  • 1.

    北京空间机电研究所,北京 100094

基金项目: 

高分重大专项

详细信息
    作者简介:

    程少园(1982-),男,高级工程师,主要从事空间相机总体设计、自适应光学等方面的研究。Email:csycf@163.com

  • 中图分类号: V443.5

Geometric parameters analysis of large FOV space camera when rolling

  • 1.

    Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity,Beijing 100094,China

  • 摘要: 为了提高大视场空间相机物距、投射角、地面像元分辨率、幅宽等几何参数的计算精度,研究了星下点成像与侧摆成像时上述几何参数的精确计算方法。在全面考虑地球曲率和投射角的基础上,建立了相应的几何模型,改进了大视场空间相机几何参数计算方法。根据仿真分析,对于轨道高度650 km、半视场40的空间相机,当侧摆20时,垂直线阵方向像元分辨率的最大值是最小值的2.31倍,是传统计算方法的1.78倍;平行线阵方向像元分辨率的最大值是最小值的7.16倍,是传统计算方法的4.29倍;幅宽是传统计算方法的1.33倍。因此,传统计算方法存在较大的误差,提出的精确计算方法对于提高大视场空间相机成像质量具有重要意义。
    Abstract: To precisely calculate geometric parameters of large field view space camera, such as object distance, projection angle, ground sampling distance, swath width, the precise calculation method of above-mentioned geometric parameters was studied,including nadir imaging and rolling imaging. Considering earth curvature and projection angle, geometric model was constructed, the calculation method was improved to heighten precision. The analysis shows that, for a large field of view space camera on 650 km orbit altitude, with 20 half field of view and 20 roll, the maximum GSDx is 2.31 times of the minimum GSDx, is 1.78 times of the approximate GSDx. The maximum GSDy will become 7.16 times the minimum GSDx, is 4.29 times of the approximate GSDy. The swath width is 1.33 times of the approximate swath width. Therefore, the traditional calculation method is inaccurate, the precise calculation method of geometric parameters in this paper is useful for the imaging quality.
  • [1]
    [2] Ruan Ningjuan, Zhuang Xuxia, Li Tuotuo, et al. End to end simulation and analysis of space optical remote sensing system[J]. Spacecraft Recovery Remote Sensing, 2013, 34(6): 36-43. (in Chinese) 阮宁娟, 庄绪霞, 李妥妥, 等. 空间光学遥感系统全链路仿真与分析[J]. 航天返回与遥感, 2013, 34(6): 36-43.
    [3] Yao Gang, Tang Tianjin, Huang Ying. Optical system design used for the near infrared remote sensing with large field of view and small F number[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(S1): 107-110. (in Chinese) 姚罡, 汤天瑾, 黄颖. 大视场大相对孔径近红外观测相机光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(S1): 107-110.
    [4]
    [5] Qi Junkai, Zhou Feng, Yao Gang, et al. A new super-large field of view and small distortion optical system[J]. Spacecraft Recovery Remote Sensing, 2013, 34(2): 30-35. (in Chinese) 戚均恺, 周峰, 姚罡, 等. 一种新型超大视场小畸变光学系统[J]. 航天返回与遥感, 2013, 34(2): 30-35.
    [6]
    [7] Zhang Liang, An Yuan, Jin Guang. Optical design of the uncoaxial three-mirror system with wide field of view and long focal length[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(1): 24-29. (in Chinese) 张亮, 安源, 金光. 大视场、长焦距离轴三反射镜光学系统的设计[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(1): 24-29.
    [8]
    [9] Jing Quan. Research on computation model of bias angle for agile satellite[J]. Spacecraft Engineering, 2012, 21(4): 16-20. (in Chinese) 景泉. 敏捷卫星偏流角计算模型研究[J]. 航天器工程, 2012, 21(4): 16-20.
    [10]
    [11]
    [12] He Hongyan, Wu Chongde, Wang Xiaoyong. Study of influence of swinging on the systemic parameters of the satellite and CCD camera[J]. Spacecraft Recovery Remote Sensing, 2003, 24(4): 14-18. (in Chinese) 何红艳, 乌崇德, 王小勇. 侧摆对卫星及CCD相机系统参数的影响和分析[J]. 航天返回与遥感, 2003, 24(4): 14-18.
    [13] Xie Shaobo, Qin Ranran. Analysis on residue of image shift compensation and its effects on imagine for agile satellite [J]. Spacecraft Engineering, 2013, 22(4): 12-16. (in Chinese) 谢少波, 秦冉冉. 敏捷卫星像移补偿残差计算及对成像影响分析[J]. 航天器工程, 2013, 22(4): 12-16.
    [14]
    [15] Yuan Xiaokang. Calculation and compensation for the deviant angle of satellite borne TDI-CCD push scan camera[J].Aerospace Shanghai, 2006, 23(6): 10-13. (in Chinese) 袁孝康. 星载TDI-CCD推扫相机的偏流角计算与补偿[J]. 上海航天, 2006, 23(6): 10-13.
    [16]
    [17]
    [18] Wang Yueming, Wang Jianyu. Imaging motion model and compensation methods of spaceborne opto-mechanical scanner[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4): 952-956. (in Chinese) 王跃明, 王建宇. 星载光机扫描仪像移模型及补偿方法[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(4): 952-957.
    [19] Li Weixiong, Yan Dejie, Wang Dong. Image motion compensation method of high resolution space camer's imaging with pitch angle[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9): 2442-2448. (in Chinese) 李伟雄 闫得杰, 王栋. 高分辨率空间相机俯仰成像的像移补偿方法[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2442-2448.
  • [1] 姚靖, 余志鹏, 高玉峰, 叶世蔚, 郑炜, 赖溥祥.  大视场双光子显微成像系统研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220550-1-20220550-11. doi: 10.3788/IRLA20220550
    [2] 郑国宪, 焦建超, 俞越, 苏云, 唐义, 粘伟, 刘剑峰.  大视场大相对孔径日盲紫外告警光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200260-1-20200260-6. doi: 10.3788/IRLA20200260
    [3] 张永康, 陈萍, 孟祥笙, 田雁.  大视场视频图像采集及SDI显示设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20200211-1-20200211-7. doi: 10.3788/IRLA20200211
    [4] 胡雪蕾, 高明, 陈阳.  大视场曲面仿生复眼光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0114002-0114002(9). doi: 10.3788/IRLA202049.0114002
    [5] 陈炳旭, 廖志远, 操超, 白瑜, 牟达.  大视场大相对孔径自由曲面成像系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20200005-1-20200005-9. doi: 10.3788/IRLA20200005
    [6] 尚超, 陈宝国.  弹载大视场红外线扫图像几何畸变仿真研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0204002-0204002. doi: 10.3788/IRLA202049.0204002
    [7] 王向军, 于潼, 张佳丽, 刘峰, 王越.  DEM和单相机的弹落点坐标测量方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 917005-0917005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0917005
    [8] 宋明珠, 曲宏松, 张贵祥, 金光.  航天相机环扫成像模式设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 718001-0718001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0718001
    [9] 李重阳, 董欣, 岳丽清, 马丽娜, 张继友.  航天大视场遥感相机畸变测试方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1117003-1117003(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1117003
    [10] 袁影, 王晓蕊, 吴雄雄, 穆江浩, 张艳.  多孔径压缩编码超分辨率大视场成像方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 824001-0824001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0824001
    [11] 王臣臣, 邹刚毅, 庞志海, 李瑞昌, 樊学武.  大视场可见红外一体化光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018003-1018003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1018003
    [12] 孟祥翔, 刘伟奇, 张大亮, 姜国华, 朱秀庆, 杨建明.  双自由曲面大视场头盔显示光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 418004-0418004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0418004
    [13] 李永昌, 金龙旭, 武奕楠, 王文华, 吕增明, 韩双丽.  离轴三反大视场空间相机像移速度场模型 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 513001-0513001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0513001
    [14] 刘巍, 李肖, 马鑫, 贾振元, 陈玲, 刘惟肖.  采用复合式靶标的近景大视场相机标定方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 717005-0717005(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0717005
    [15] 闫得杰, 李伟雄, 吴伟平, 王栋.  空间相机像移补偿计算中飞行器大姿态角使用方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1200-1205.
    [16] 李宪圣, 万志, 刘则洵, 李葆勇, 刘洪兴, 孙景旭, 任建伟.  大视场空间相机CCD 性能测试及筛选方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2245-2250.
    [17] 霍炬, 杨宁, 杨明, 董文博.  基于小靶标拼接的大视场摄像机标定方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1474-1479.
    [18] 庞志海, 樊学武, 邹刚毅, 赵惠.  新型大视场无遮拦三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2449-2452.
    [19] 马洪涛, 张晓辉, 韩冰.  宽光谱、大视场小畸变望远系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1754-1757.
    [20] 明名, 杨飞, 赵金宇, 张丽敏, 吴小霞.  折反式大口径、大视场、宽光谱光学系统 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 149-154.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-11
  • 修回日期:  2014-11-20
  • 刊出日期:  2015-06-25

大视场空间相机侧摆成像时几何参数分析

  • 1. 北京空间机电研究所,北京 100094
    • 作者简介:

    程少园(1982-),男,高级工程师,主要从事空间相机总体设计、自适应光学等方面的研究。Email:csycf@163.com

  • 收稿日期: 2014-10-11
  • 修回日期: 2014-11-20
  • 刊出日期: 2015-06-25
基金项目:

高分重大专项

  • 中图分类号: V443.5

摘要: 为了提高大视场空间相机物距、投射角、地面像元分辨率、幅宽等几何参数的计算精度,研究了星下点成像与侧摆成像时上述几何参数的精确计算方法。在全面考虑地球曲率和投射角的基础上,建立了相应的几何模型,改进了大视场空间相机几何参数计算方法。根据仿真分析,对于轨道高度650 km、半视场40的空间相机,当侧摆20时,垂直线阵方向像元分辨率的最大值是最小值的2.31倍,是传统计算方法的1.78倍;平行线阵方向像元分辨率的最大值是最小值的7.16倍,是传统计算方法的4.29倍;幅宽是传统计算方法的1.33倍。因此,传统计算方法存在较大的误差,提出的精确计算方法对于提高大视场空间相机成像质量具有重要意义。

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