大口径微波光学一体化空间成像技术

针对传统多载荷遥感卫星系统集成度低的问题,提出一种共结构大口径微波与光学一体化空间成像方法,即采用微波、光学成像系统共用卡塞格伦结构的一体化载荷设计,并通过波长分光镜对接收信号进行分光成像。载荷主反射面结构为微波天线和多光学反射镜组成的抛物面,其中光学主镜系统采用婓索干涉Golay6分布式结构组成非连续抛物面,并采用模块化设计将成像载荷进行拼接。模块化设计易于大口径微波与光学成像结构的加工、装配,相较传统多载荷卫星载荷集成度更高,系统更加简化。通过Matlab和Zemax软件对一体化空间载荷进行仿真分析,结果表明,所设计的大口径微波与光学一体化空间成像载荷,满足微波成像的最小有效面积要求和光学成像的调制传递函数(MTF)值要求。

三维成像载荷地面快速融合处理方法研究

三维成像载荷是一种能够同时采集激光雷达数据以及CCD影像,并快速融合生成三维立体影像的新型载荷。在分析载荷工作原理的基础上,面向载荷的地面检校及成像试验,提出了一种针对该新型三维成像载荷的地面快速数据融合处理方法;并利用地面实测数据对方法进行了验证。结果表明,该方法能快速生成实验区的三维影像,同时也验证了该类型载荷对激光雷达数据与影像数据快速融合的能力。

电子载荷与成像载荷协同高效应用思考

未来战场环境瞬息万变,唯有进行快速、准确、高效的战场信息获取、决策与分发,方能求得先机。传统的单星单载荷模式,由于信息获取方式的局限,应对突发事件能力有限。多体制载荷信息融合与协同应用的需求应运而生。首先以多体制载荷协同高效应用为出发点,将此需求分解为多体制载荷的信息高效获取和多体制载荷信息的高效应用两方面,并加以阐述。然后介绍了以多手段协同高效信息获取为出发点设计的综合运用型卫星的主要技术特点,该星以电子载荷引导光学成像任务为主体。最后,针对多体制载荷协同高效的需求,梳理了电子与成像协同体制下的发展建议。

卫星斜装成像载荷目标可见性分析方法

针对空间态势感知和地面观测预警任务,成像载荷对空间或地面目标的可见性分析是空间监视系统设计的关键问题之一。面向配置有成像载荷的卫星,文章提出了一种通用化的可见性分析方法。通过成像模式规范化统一可见性分析输入和过程,使可见性分析方法适用于多种观测场景;进一步采用几何可见性预判、无约束理想姿态计算、有约束接近姿态计算、成像载荷视场下目标落位判断等分析过程,实现多段观测姿态约束、成像载荷斜装、视场约束等条件下的可见性分析;结合预报步长自适应方法,可获得快速稳定的可见性窗口预报结果。与STK软件仿真进行比较,结果表明:文章提出的方法能够正确获得可见性预报结果,具有一定的计算精度,并可支持在姿态约束、成像载荷斜装、视场范围等约束下的可见性分析。

光学成像载荷空间分辨率的球面靶标直接检测法

空间分辨率是衡量遥感载荷光学成像性能的重要指标。传统二维扇形靶标影像难以直接用于载荷空间分辨率检测,精度受限于载荷构像模型以及影像校正处理方法。本文结合圆球球面数学模型,设计了扇形与网格混合的球面靶标,提出了一种直接在球面靶标影像上进行光学成像载荷空间分辨率检测方法。该方法针对球面同心圆移动椭圆成像以及偏心率局部一致特点,沿球面同心圆圆心直线方向进行多尺度椭圆拟合,并通过多尺度拟合椭圆长半轴的相对比例关系来精确计算遥感载荷空间分辨率,达到直接基于球面靶标中心投影影像进行载荷空间分辨率检测的效果。采用仿真球面靶标进行检测方法准确性验证,实验结果表明,本文方法具有优于传统检测方法的检测精度。进一步采用中国(嵩山)卫星遥感定标场中布设的实体球面靶标,开展了光学成像载荷空间分辨率检测实验,验证了本文方法的空间分辨率直接检测能力和检测结果有效性。

基于阴影图的航空遥感地面覆盖快速分析方法

航空遥感系统在地形复杂地区侧视成像作业时,有可能会因地形遮挡而出现成像盲区,在任务规划阶段进行载荷成像盲区检测是解决该问题的有效方法。鉴于现有基于地形可视域分析的盲区检测方法存在计算效率低、通用性差等缺点,提出了一种基于阴影图算法的航空遥感地面覆盖快速分析方法。实验结果表明,该方法不仅具有效率高、通用性强的特点,而且可定量分析载荷成像地面覆盖率,为航空遥感作业任务规划的盲区检测与覆盖评估提供了很好的支持。

无人机任务规划约束空间建模

针对当前无人机任务规划没有充分考虑各规划要素的影响,导致其约束空间建模不够完善的问题,建立了战场威胁模型、链路通视模型、载荷成像模型以及无人机性能模型,系统性分析了各类约束模型与任务规划之间的耦合关系,使得约束空间模型更加完善且更符合真实战场环境。结合相应的航迹规划算法,可制定出满足飞行安全要求以及侦察要求的任务方案。

基于CUDA的三维成像载荷快速融合处理方法研究

三维成像载荷是一种能够同时采集激光雷达数据以及CCD影像,并快速融合生成三维立体影像的新型载荷,其所获取的激光点云具有规则格网分布的特点,适合采用并行的方式进行处理。结合计算统一设备架构(CUDA)对三维成像载荷快速融合处理算法核心部分进行了针对性的并行方案设计,实现了三维影像的高程值内插与平面坐标解算的快速处理,与基于CPU的串行执行模式相比,基于CUDA的三维成像载荷快速融合处理方法可显著提高计算效率,并行计算加速比可达约12倍,可支持成像区域三维影像的实时生成。

Modeling Loads Caused by Breaking Waves Striking Vertical Walls

Breaking waves can have tremendous destructive impact on vertical walls, yet they are poorly understood. By using particle imaging velocimetry （PIV） technology and high-precision pressure transducers, actual breaking wave loads on vertical walls were studied. By simultaneously comparing the flow field structure and wave pressure, the mechanisms of breaking wave pressure could be analyzed. The probability distribution of the peak value of the first impact of a breaking wave was investigated. The results showed that the impact pressure p is mainly distributed in the range of 0.25-2.75 pv2, with the greatest possible probability at p/pv2 = 0.75.

高光谱遥感技术及资源勘查应用进展

高光谱遥感技术在可见光、近红外、中红外和远红外波段范围内可获取上百个窄光谱波段,包含了丰富的空间、辐射和光谱3重信息.极高的光谱分辨率特性可以定性、定量探测在多光谱、宽波段遥感中不能被识别的物质.介绍了当前宽幅高光谱成像仪载荷研制最新进展以及星载高光谱成像数据模拟、定标与处理技术进展,并在矿产资源和油气资源调查方面进行典型应用.高光谱遥感技术在资源勘查中的应用积累、技术研究以及全流程业务化信息系统平台开发对高光谱数据在资源能源勘查中的推广有重要意义.