一种新型面阵CCD航天立体摄影测量光学系统

采用一台大面阵CCD和广角摄影物镜的组合,研制成功一种新型的单面阵CCD航天立体摄影测量系统.该系统焦距为23.3mm;视场角为40°;在空间分辨率为36lp/mm时,MTF均值达到0.8以上;光谱适应范围为0.5μm～0.75μm.和国内外常用的三线阵CCD遥感立体测量相机相比,本系统结构更简单、体积更小,重量更轻,更加适用于航天遥感应用环境.

大视场三线阵航空测绘相机光学系统设计

针对大视场、高分辨率、低畸变和环境适应性要求高的三线阵航空测绘相机光学系统设计要求,开展新型光学系统结构形式设计:首先,根据总体方案要求以及稳定平台安装特点,确定了单镜头的技术方案;接着,分析计算了光学系统各项指标参数,光学系统拉氏不变量达到9.5;然后,对比分析了非像方远心光路、像方远心光路和准像方远心光路的结构形式;最后,设计了一种航空环境适应性良好的双高斯复杂化失对称准像方远心光学系统结构形式。设计的光学系统成像质量好,在全色谱段内的Nyquist频率为100lp/mm,全视场调制传递函数均优于0.36;分别在R、G、B谱段的Nyquist频率为50lp/mm,全视场调制传递函数均优于0.6。光学系统全视场最大相对畸变优于0.1%,在均匀温度0~40℃范围内,全色谱段调制传递函数优于0.3。实验室鉴别率板测试结果表明,相机静态分辨率达到102lp/mm;飞行验证试验结果表明,相机摄影分辨率达到0.16m@2km航高。光学系统设计完全满足大视场三线阵航空测绘相机环境适应性和分辨率的要求。

高分辨率超低畸变航天光学成像系统设计

在航天空间交会、对接等高精度定位应用中需要光学成像系统具有高分辨率、低畸变、大视场的特点,为此设计了一种满足上述要求的航天物镜。采用复杂化的双高斯结构形式进行准像方远心光路设计,系统由9片透镜组成,并采用耐辐射玻璃材料减少离子辐射的腐蚀性;采用滤光片避免短波辐射对系统的影响,引入非球面提高成像精度,最后对成像物镜进行了公差分析。设计的系统焦距为24 mm,相对孔径为F/2.2,工作波段600 nm～800 nm,全视场角为35°。设计结果表明,采用该方法设计的物镜在128 lp/mm处各视场传递函数值均大于0.3,畸变值为0.007 2%,达到设计指标要求。