消除45°旋转扫描反射镜像旋转系统的研究及应用

研制了在宽波段范围内采用“Ｋ镜”来消除４５°旋转扫描反射镜像旋转的系统，并进行了理论上的推导和海洋卫星水色扫描仪的实际应用，证明该系统能很好地消除４５°旋转扫描反射镜产生的像旋转，从而提出４５°旋转扫描反射镜加“Ｋ镜”

45°旋转反射镜扫描性质的讨论

讨论45°旋转反射镜的扫描性质,对该扫描模式进行评价,给出它在遥感中的适用性。

45°旋转镜加K反射镜扫描特性讨论

讨论了采用４５°旋转镜加Ｋ反射镜实现多元扫描的可行性。分析表明该扫描模式虽然可以消除单独４５°旋转镜带来的像旋转问题，但只能在严格保证初始同相位、转速稳定时才能实现，且存在偏振较大的问题。

45°旋转反射镜像旋转的软件实时校正技术研究

扫描成像仪器是当今世界上航空、航天遥感仪器的主要组成部分,这些仪器除了获取目标的光谱辐射信息之外还要获取目标的几何图像信息.在各类扫描成像仪器中,扫描系统是重要组成部分,负担着对目标进行扫描成像的重要作用.为了获取较高质量的图像信息,要求扫描系统具有较高的线性性、稳定性和可靠性.因此,扫描系统性能的好坏直接关系到系统成像质量的优劣.

扫描反射镜光学机械消像旋转方法

1引言 在航天遥感中,为了扩大观测范围,通常采用反射镜扫描方案.扫描装置是多光谱扫描仪的重要组成部分,其性能的优劣关系到能否可靠地为系统提供准确的信息,对遥感仪器整体性能的优劣起着关键作用.随着遥感数据应用的不断深入,对遥感器的探测灵敏度要求也越来越高.采用多元探测器并行扫描或串行扫描(实现时间延迟积分技术)是提高扫描仪性能的重要手段.但采用多元探测器的仪器在扫描观测角变化时,焦平面上的像不允许发生旋转,否则会使各像元对应的视场无法配准,导致图像畸变.

精指向机构45°扫描镜光矢量轨迹正交性研究

在空间激光通信终端中,精指向机构45°扫描镜振动轴绕不同轴系振动时,捕获跟踪CMOS相机上的扫描轨迹不正交,使得激光终端扫描概率降低、光轴在轨标定难度增大。为研究其内在机理,利用光学追迹的方法建立三维光矢量扫描轨迹模型,计算并仿真45°反射镜振动轴沿两组常用正交轴扫描时,CMOS相机上光矢量轨迹的正交性,搭建实验测试系统验证该计算仿真在精指向机构扫描过程反射光矢量的性能。研究结果表明:45°扫描镜振动轴绕P=(1/2,-1/2,√2/2)^(T)和P′=(1/2,-1/2,-√2/2)^(T)振动扫描轨迹的不正交度为19.47°,不随扫描角度的变化而发生变化,实验验证和理论结果一致;45°扫描镜振动轴绕z轴和P=(√2/2,-√2/2,0)^(T)振动时,由扫描角度和扫描轨迹正交性曲线关系,得出CMOS相机上扫描轨迹夹角随着扫描角度变化而变化,当扫描角度为9 mrad时,扫描轨迹的不正交度为6.4 mrad。该研究对空间激光通信终端精指向机构扫描的内在机理、安装方式、轴外视场光轴标定等有深刻的认识和指导意义。

航空遥感器扫描反射镜与窗口尺寸的计算与分析

航空遥感器扫描反射镜按照给定的速度旋转,补偿飞行器运动以及姿态变化引起的像移,为此需要确定补偿后反射镜的大小、航空遥感器窗口的位置与大小。运用光学反射矢量的基本理论,给出扫描反射镜的反作用矩阵,补偿后光线矢量间的关系;通过推导建立扫描反射镜转轴位置与反射镜大小、窗口位置及大小的理论计算公式;以实际遥感器的的工作参数为条件对结果进行计算和分析。实例计算表明理论公式计算简便,不仅在遥感器设计时用于计算反射镜与窗口的尺寸及位置,还可作为具有相似反射镜结构的其他系统的计算依据与基础。

45°旋转扫描镜多元并扫的红外图像校正建模与仿真研究

对某遥感卫星红外扫描成像仪45°旋转扫描镜多元并扫成像中产生的图像像旋现象进行了分析,构建了图像校正模型。阐述了像旋产生的机理及图像校正方法。通过对遥感图像的仿真分析,初步验证了地面软件消像旋方案的正确性与可行性。

“HY—1A”卫星海洋水色扫描仪像旋转图像校正处理

"海洋1"号("HY—1A")卫星海洋水色扫描仪由于K镜的失效而出现了像旋现象,对获得的卫星图像质量产生直接影响。基于光学反射矢量理论,分析了多元探测器并行扫描方式下45°扫描镜加K镜的扫描轨迹特征,利用图像之间的相关性,首先自动寻找K镜停转的准确角度,然后根据K镜的停转角度与多元并扫理论对像旋图像进行了校正处理,获得了可用的校正图像。

45°镜多元探测器并扫成像特性和扫描轨迹分析

在光学反射矢量理论基础上 ,对于航天航空用多光谱成像仪 4 5°镜多元探测器并扫成像特性和扫描轨迹进行了分析 ,给出了 4 5°镜反射作用矩阵、4 5°镜多元探测器并扫成像的物像关系和像旋计算公式 ,及其对应的地面扫描轨迹理论计算公式。

航空相机的像旋转特性分析及其补偿方法

航空相机在多航迹成像方式中,随着45°反射镜绕光轴旋转对物进行扫描,物体反射像也将绕光轴进行旋转,为此必须采取消除像旋转的措施来保证成像质量。为阐述产生像旋转的原因,分析了扫描反射镜的像旋转特性;并在探讨消除像旋技术理论的基础上,提出了一种反射镜与探测器同步转动消除像旋转的方法。在多航迹工作方式中,此方法为相机扫描机构连续扫描成像提供了必要条件。利用此方法还改进了以往步进式扫描机构的惯量大、扫描效率低的问题,并在实际工程中得以应用和证明。试验结果表明,该方法的同步旋转误差小于1/3像元,能够获得良好的图像效果。

摆扫式面阵CCD航空相机的像旋转分析

航空相机在进行拍照时,通常采用45°扫描反射镜绕光轴摆扫或步进,进行多行迹摆扫式拍照,以增大对地面景物的观测范围,但当扫描镜绕光轴旋转对物体进行观测时,物体反射像也将绕轴进行旋转,目标相对探测器(CCD)产生了像旋转。通过运用光线矢量与光轴旋转变换的方法,建立了相机的数学模型。根据该模型,针对扫描反射镜旋转所产生的像旋转,利用光学矩阵建立了扫描镜转角与像旋转角之间的关系,对比各种消除像旋方法的优缺点,提出了采用扫描镜与像面旋转机构同步旋转结合的方法实现消除像旋,为工程设计提供了必要参考。

直接探测型窄脉冲激光雷达扫描性能分析

针对脉冲激光雷达系统,通过对激光脉冲重叠方式的分析,确定了采用"五点式"重叠方式进行扫描。针对这种扫描方式,分析了方位和俯仰两个方向的扫描光束角步长,确定了对于确定探测空域的最短扫描时间,推导了反射镜在方位和俯仰两个方向的扫描速度以及两者之间的定量关系,给出了脉冲激光雷达扫描器方位扫描速度和俯仰扫描速度设计的理论依据。最后分析了激光器和机械扫描系统所引起的系统误差,并给出了解决方法。

顾及入射偏差的地面激光扫描仪校准方法

地面激光扫描仪的测距信号可能存在入射偏差,使得入射向量和反射镜旋转轴互不平行,引起的点云误差随距离发散。此误差使用传统的全站仪系统误差模型无法校准,因此有必要考虑将测距信号的入射偏差作为扫描仪的系统误差。本文提出了一种顾及入射偏差的地面激光扫描仪系统误差模型,以及相应系统误差参数估计方法,共同构成地面激光扫描仪校准方法。公式推导表明,传统的全站仪系统误差模型是本文方法的一个特例。试验结果表明,相比传统的全站仪校准方法,本文方法将闭合差从8 cm降至1 cm。

光学像消旋系统在FY-3 MERSI图像定位中的应用

45°旋转扫描反射镜模式是一种最常见的光机扫描模式。但45°镜的旋转反射会产生像旋转,对于线列探测器并扫成像系统时会产生轴外视场无法配准。在遥感图像地理定位计算中,如果只考虑45°旋转扫描反射镜的反射成像,也同样会造成地理定位结果在轴外的大误差。在遥感图像地理定位处理中,计算了K镜反射特性矩阵,通过光学矢量反射和旋转计算,在图像地理定位结果中消除了轴外误差。在分析了45°旋转扫描反射镜产生像旋转原因基础上,给出了在遥感图像地理定位中45°旋转扫描反射镜和K镜光学像消旋系统的处理方法。将该方法用于FY-3 MERSI 10元并扫探测器的遥感图像地理定位处理,在图像定位结果中减小了误差,地理定位结果平滑连续。并讨论了45°旋转扫描反射镜和K镜光学像消旋系统对遥感图像地理定位可能造成的其他误差。该方法同样适合于其他45°旋转扫描反射镜和K镜像消旋系统以及多元并扫遥感仪器的图像地理定位。

涡轮叶片表面温度分布测量方法

针对涡轮叶片表面温度不易测量的问题,利用辐射测温和扫描技术,提出了一种通过45°旋转反射面扫描系统测量涡轮叶片表面温度分布的方法.通过与叶片参考结构的对比,分析了涡轮叶片表面温度分布与叶片内部结构的关系.实验结果表明,面扫描系统可以简单、有效地提取涡轮叶片表面温度分布特征.

反射式二维快速控制反射镜的像旋模型研究

为了揭示反射式二维快速控制反射镜在光学系统中引起的图像旋转规律,为光学消旋提供数学模型,构建了反射式二维快速控制反射镜典型应用。利用空间矢量绕轴旋转的数学分析方法和平面镜反射成像规律,建立了反射式快速控制反射镜典型应用场景的反射像矢量模型。根据反射像矢量模型给出了观察平面内的图像旋转数学模型,分析了二维快速控制反射镜单轴、双轴扫描时图像旋转的数学模型及其物理成因,并给出了像旋角仿真结果。为基于反射式二维快速控制反射镜光学系统的光学消旋奠定了理论基础,并提供了精确的数学模型。

遥感、空间光学仪器

TP721.1//TN65 2000021454声光技术微波辐射计口径合成机理=Study of microwaveradiometer aperture synthesis with acousto-optic technique[刊,中]/宋宁华,田小建,郭树旭(吉林大学电子工程系.吉林,长春(130023)),张俊荣(中科院长春地理所微波遥感室.吉林,长春(130023))//吉林大学自然科学学报.-1999,(3).

大口径光学潜望式激光雷达三维扫描装置

该发明公开了一种大口径光学潜望式激光雷达三维扫描装置。该装置包括平面反射镜、水平旋转机构和垂直旋转机构。平面反射镜成45度角安装在水平旋转机构和垂直旋转机构上，垂直旋转机构和水平旋转机构之间转动连接，垂直旋转机构下端有转盘，水平旋转机构和垂直旋转机构均通过涡轮涡杆传动机构驱动。