分时偏振成像系统旋转角度误差校正

红外偏振探测技术具有突显目标、抗干扰能力强等多种优势,在舰船目标探测等方面具有广泛的应用。论文针对分时偏振成像系统存在旋转角度误差时,测量精度会显著下降的问题,利用马吕斯定律和穆勒矩阵推导了偏振成像系统旋转角度误差校正模型,并进行了仿真和实验验证。实验结果表明:偏振度测量误差百分比随旋转角度误差增大而增大,当旋转角度误差在5°以内时,系统的偏振度测量误差百分比可达10%,而经过校正后可将其降低至3%。论文提出的旋转角度误差校正方法有效提升了红外偏振成像系统的偏振度测量精度,对提高红外偏振成像系统的探测能力具有一定指导意义。

偏振成像技术发展与应用(特邀)

偏振成像是一种新型光电探测方法。相比于传统的强度成像,偏振成像可以进一步获取目标的偏振特性,从而提高对比度,增加识别概率。偏振成像在生物医疗、工业检测、地球遥感、现代军事以及海洋和航空领域具有重要应用价值。文中对偏振成像系统的成像方式进行分类和比较,总结了偏振成像的实现方法。在此基础上,根据不同偏振成像系统的特点,针对不同的应用背景,对偏振成像系统的未来发展方向进行了展望,包括基于超表面的新型偏振成像系统以及新型偏振成像光谱系统等。

一种基于卷帘快门CMOS成像的空间相机颤振检测方法

星上运动部组件所引起的颤振是当前影响超高分辨率、超高机动成像质量的一个重要因素。针对该信号难以被精确业务化检测识别的问题,提出一种基于卷帘快门CMOS成像的空间相机颤振检测方法,进一步采用高频角位移与高精度参考的数字正摄影像/数字高程模型(DOM/DEM)数据进行效果验证与评价。对2020年发射的某高分型号卫星进行了分析,分析结果表明所设计的检测方法可以有效识别空间相机成像过程中的颤振特性,颤振频率主要集中在156 Hz左右,补偿后的全色影像相对几何精度可提升1.2 pixel左右。

基于斯托克斯矢量的偏振成像仪器及其进展

偏振成像技术将景物的偏振信息转化为二维图像信息,从而可以和灰度图像一样对目标景物进行场景特征分析。介绍了基于斯托克斯矢量的偏振成像原理。按照获取斯托克斯矢量方法的不同,分别介绍了偏振片起偏、偏振棱镜分光和可变延迟波片调制三类分时偏振成像方式,分振幅、分孔径、分焦平面三种同时偏振成像方式。结合我国的制造水平,设计了双CCD渥拉斯顿棱镜同时偏振成像实验系统,并采集了实验图像。分析了各种偏振成像方式的优缺点。指出了偏振激光照明主动偏振成像、光谱偏振成像是偏振成像仪器进一步的发展方向。

天基合成孔径系统的光学特性

针对国内外天基合成孔径系统光学特性研究中忽略轨道运动规律的问题,该文开展了基于轨道运动学规律的天基合成孔径构型设计和光学特性研究。通过对星间相对运动方程解析解的分析,设计了同轨道面和不同轨道面两种不同构型的天基合成孔径系统方案,并进行了对比分析。结合具体构型,通过对基线覆盖率和调制传递函数(MTF)两个核心光学性能的研究,提出了旋转分时成像方法解决稀疏孔径MTF分布缺陷问题。仿真结果显示:通过"4个子卫星+1个主卫星"构型10次旋转成像叠加,可以实现某些光学特性与同等尺度单孔望远镜等效的目标。该方法有效解决了传递函数分布问题,在理论上实现了天基合成孔径等效成像。