长线阵TDICCD空间相机像移匹配及MTF分析

长线阵TDI(time delay and integration)CCD空间相机通过机动成像可以获得更宽的地面幅宽,缩短重访周期。由于角度变换和地球曲率等因素,相机不同视场位置的像移速度和偏流角存在差异,TDICCD焦面越长,机动角度越大,差异越大。通过像移解析模型计算像面上各点像速矢量,定量分析空间相机在侧摆和俯仰成像时视场上各点像移速度和偏流角差异对调制传递函数(MTF)的影响,并以MTF为约束确定各工况下的像速匹配模式和参数指标。分析结果表明:侧摆成像时,以沿TDICCD积分方向上的MTF退化为主;俯仰成像时,垂直于TDICCD积分方向上的MTF退化较多。以某工程实例计算:以传函下降5%为约束,以最大侧摆角40°成像时,可采用32级积分级数。俯仰30°成像时,可用积分级数不能超过8级;俯仰10°成像时,积分级数不超过16级。

空间相机的像移速度矢量计算模型

建立了空间相机的像移速度矢量计算模型。用多重坐标变换在统一的摄影坐标系中表述像面和目标位置。讨论了星下点、方位偏移和俯仰偏移时成像的边界条件与目标定位。根据中心投影原理,给出了电荷耦合器件(CCD)线阵推扫相机对地物目标成像时的偏流角和合成像移速度模值的计算公式。对实现空间相机的精密像移速度补偿、地面目标定位和空间目标识别有重要的应用价值。