太阳同步椭圆轨道偏流角分布规律与像质分析

孙阳; 闫锋; 薛栋林; 王孝坤; 张学军

太阳同步椭圆轨道偏流角分布规律与像质分析

1.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;
2.
中国科学院大学,北京100049

基金项目:

国家自然科学基金重点项目（61036015）

详细信息

作者简介:
孙阳（1985- ），男，博士生，主要从事遥感器平台颤振、成像仿真方面的研究。Email：359898095@qq.com；张学军（1968- ），男，研究员，博士生导师，博士，主要从事光学加工、光学检测方面的研究。Email：zxj@ciomp.ac.cn

孙阳（1985- ），男，博士生，主要从事遥感器平台颤振、成像仿真方面的研究。Email：359898095@qq.com；张学军（1968- ），男，研究员，博士生导师，博士，主要从事光学加工、光学检测方面的研究。Email：zxj@ciomp.ac.cn

中图分类号: TP702

Drift angle distribution and image quality decreasing of solar synchronizing elliptic orbit

1.
Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 提出一种根据轨道根数与TDICCD 成像原理模拟遥感器推扫成像过程，实现偏流角计算，并基于最终仿真图像的PSF 分布评价图像质量的方法，以截止频率MTF 为评价标准，研究太阳同步椭圆轨道的偏流角分布规律。结果表明：与常规圆轨道相比，近地点幅角为0的椭圆轨道在近地点一侧偏流角与轨道半长轴成线性关系，与轨道离心率成三次函数关系。使用KH-12 卫星采用的椭圆轨道参数进行成像仿真，以穿航MTF 下降5%为约束对成像质量进行分析，结果表明：相同推扫级次下，椭圆轨道近地点一侧的偏流角更小，成像质量更高。
- 遥感 /
- 偏流角 /
- 像质 /
- TDICCD /
- 成像仿真
Abstract: Drift angle distribution of elliptic solar synchronic orbit was discussed with an image simulating method based on orbit elements and TDICCD imaging mechanism. Image quality was evaluated based on PSF distribution of the simulated final image, and drift angle calculation was carried out. Results show that drift angle of elliptic orbit is linear to half -major -axis and cubic polynomial to orbit eccentricity when argument of perigee is 0. Image quality distribution aimed at KH-12 camera's critical inclination orbit due to angle drifting in case MTF 0.95 was discussed. Results show that smaller drift angle at neighborhood of the perigee of elliptic orbit and higher image quality can be achieved under same integral number.
- remote sensing /
- drift angle /
- image quality /
- TDICCD /
- imaging simulation

[1]
[2]	Li Weixiong, Xu Shuyan, Yan Dejie. Influencing parameters of estimate errors of space camera's drift angle [J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(8): 1530-1536. (in Chinese) 李伟雄,徐抒岩,闫得杰. 影响空间相机偏流角估值误差的参数[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(8): 1530-1536.
[3]
[4]	Wang Yueming, Wang Jianyu. Imaging motion model and compensation methods of spaceborne opto-mechanical scanner[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4): 952-957. (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.
[5]	Yao Chengkang, Li Qinghui, Hu Lin. Analysis of image motion of satellite remote sensing camera [J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(5): 901-905. (in Chinese) 姚呈康, 李庆辉, 胡琳. 星载遥感相机像移分析[J]. 红外与激光工程, 2009, 38(5): 901-905.
[6]
[7]	Yang Xiubin, He Xiaojun, Zhang Liu, et al. Effect and simulation of the deviant angle error on TDI CCD cameras image[J]. Opto-Electronic Engineering, 2008, 35(11): 45-56. (in Chinese) 杨秀彬, 贺小军, 张刘, 等. 偏流角误差对TDI CCD 相机成像的影响与仿真[J]. 光电工程, 2008, 35(11): 45-56.
[8]
[9]
[10]	Wang Zhigang, Yan Jianping, Chen Shilu, et al. Study on satellite remote sensing high resolution image bias-angle and its compensation [J]. Journal of Astronautics, 2002, 23(5): 39-43. (in Chinese) 王志刚, 袁建平, 陈士橹, 等. 高分辨率卫星遥感图像的偏流角及其补偿研究[J]. 宇航学报, 2002, 23(5): 39-43.
[11]	Fan Chao, Li Yingcai, Yi Hongwei. Influence analysis of drift angle on image quality of TDICCD camera [J]. Opto-Electronic Engineering, 2007, 34(9): 70-107. (in Chinese) 樊超,李英才,易红伟. 偏流角对TDICCD 相机像质的影响分析[J]. 光电工程, 2007, 34(9): 70-107.
[12]
[13]
[14]	Fan Chao, Liang Yitao, Li Wei, et al. Study on influence of drift angle on the space camera [J]. Electronics Optics Control, 2008, 15(11): 76-79. (in Chinese) 樊超, 梁义涛, 李伟, 等. 偏流角对空间相机影响研究[J]. 电光与控制, 2008, 15(11): 76-79.
[15]	Yu Tao, Xu Shuyan, Han Chengshan, et al. Batch -type real -time adjustment for drift angle of space camera [J]. Optics and Precision Engineering, 2009, 27(8): 1908-1914. (in Chinese) 于涛, 徐抒岩, 韩诚山, 等. 空间相机偏流角的间歇式实时调整[J]. 光学精密工程, 2009, 27(8): 1908-1914.
[16]
[17]
[18]	Li Xiaoyun, Du Wei. Analysis of image motion effect on satellite TDICCD camera image quality [J]. Spacecraft Engineering, 2011, 20(3): 51-55. (in Chinese) 李晓云, 杜伟. 星载TDICCD 相机像移对成像质量的影响分析[J]. 航天器工程, 2011, 20(3): 51-55.
[19]	Zhao Qiuyan. Development of american imaging intelligence satellites [J]. Spacecraft Recovery Remote Sensing, 1999, 20(3): 31-39. (in Chinese) 赵秋艳. 美国成像侦察卫星的发展[J]. 航天返回与遥感, 1999, 20(3): 31-39.
[20]
[21]
[22]	Hu Xin, Cao Xibin. The correction of drift angle of the three-line array mapping satellite [J]. Journal of Zhengzhou Institute of Surveying and Mapping, 2006, 23(5): 321-324. (in Chinese) 胡莘,曹喜滨. 三线阵测绘卫星的偏流角改正问题[J]. 测绘科学技术学报, 2006, 23(5): 321-324.
[23]	章仁为. 卫星轨道姿态动力学与控制[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 1998: 5-17.

[1]	安德越, 赵超颖, 刘畅, 高炳西. 面向毫米波遥感成像的双极化毫米波探测器 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220471-1-20220471-9. doi: 10.3788/IRLA20220471
[2]	叶燃, 徐楚, 汤芬, 尚晴晴, 范瑶, 李加基, 叶永红, 左超. 微球透镜近场聚焦及远场成像仿真研究进展 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20220086-1-20220086-13. doi: 10.3788/IRLA20220086
[3]	岳春宇, 郑永超, 邢艳秋, 庞勇, 李世明, 蔡龙涛, 何红艳. 星载激光遥感林业应用发展研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(11): 20200235-1-20200235-10. doi: 10.3788/IRLA20200235
[4]	盛一成, 顿雄, 金伟其, 郭一新, 周峰, 肖思. 星上红外遥感相机的辐射定标技术发展综述 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 904001-0904001(13). doi: 10.3788/IRLA201948.0904001
[5]	于鲲, 郭彪, 丛明煜. 空间目标临边探测背景红外成像建模与图像仿真 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 904005-0904005(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0904005
[6]	提汝芳, 孙晓兵, 李树, 陈震霆. 近地面水平方向大气偏振辐射传输仿真与验证 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1111001-1111001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1111001
[7]	范斌, 陈旭, 李碧岑, 赵艳华. “高分五号”卫星光学遥感载荷的技术创新 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 102002-0102002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0102002
[8]	韩意, 陈明, 孙华燕, 张宇, 孔静. 天宫二号伴星可见光相机成像仿真方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1218002-1218002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1218002
[9]	叶思熔, 江万寿, 李金龙, 刘晓波. 某大视场机载摆扫红外扫描仪几何成像仿真与误差分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 420005-0420005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0420005
[10]	张智, 林栩凌, 何红艳. 一种基于量子力学的遥感图像滤波方法研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(S2): 140-144. doi: 10.3788/IRLA201645.S226001
[11]	贤光, 颜昌翔, 吴从均, 张军强. 温度对机载成像光谱仪光学性能的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1647-1653.
[12]	赵嘉鑫, 张涛, 张景国, 远国勤. 框幅式航测相机中像移量对直接地理定位精度影响的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 632-638.
[13]	陈宇, 宋玉龙, 霍富荣. 用于导弹逼近告警的“日盲”紫外光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2964-2969.
[14]	崔文煜, 易维宁, 乔延利, 杜丽丽, 刘晓. 针对复杂地形的热红外成像仿真研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3205-3210.
[15]	张志波, 童中翔, 王超哲, 李建勋, 贾林通. 外形包络面的尾焰红外图像仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1788-1793.
[16]	陶淑苹. 数字域TDI CMOS相机调偏流方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 214-218.
[17]	刘晓, 易维宁, 乔延利, 崔文煜. 基于低空遥感系统的星载光学遥感器成像仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 217-225.
[18]	张树青, 张媛, 周程灏, 王治乐. 星载TDICCD 相机方位扫描像移模型研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1823-1829.
[19]	孙阳, 薛栋林, 郑立功, 张学军. 基于速度矢量模型的圆轨道空间相机偏流角实时补偿 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2185-2191.
[20]	刘洪兴, 任建伟, 李宪圣, 万志, 刘则洵, 李葆勇, 孙景旭. 基于LightTools的大口径积分球辐射特性仿真 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 960-965.

点击查看大图

计量

文章访问数: 359
HTML全文浏览量: 43
PDF下载量: 112
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

太阳同步椭圆轨道偏流角分布规律与像质分析

Drift angle distribution and image quality decreasing of solar synchronizing elliptic orbit

计量

太阳同步椭圆轨道偏流角分布规律与像质分析

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;

2. 中国科学院大学,北京100049

English Abstract

Drift angle distribution and image quality decreasing of solar synchronizing elliptic orbit

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

全文HTML

目录

留言板

太阳同步椭圆轨道偏流角分布规律与像质分析

Drift angle distribution and image quality decreasing of solar synchronizing elliptic orbit

计量

出版历程

太阳同步椭圆轨道偏流角分布规律与像质分析

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033; 2. 中国科学院大学,北京100049

English Abstract

Drift angle distribution and image quality decreasing of solar synchronizing elliptic orbit

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China; 2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

全文HTML

目录

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;

2. 中国科学院大学,北京100049

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China