颤振对星载TDICCD相机成像质量的影响分析

	颤振对星载TDICCD相机成像质量的影响分析
	王战
学位类型	硕士
导师	韩诚山
	2014-11
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	光学工程
关键词	光学遥感 Tdiccd相机平台颤振像质评价线扩散函数仿真成像调制传递函数像素插值模态激振器
摘要	在信息需求日益膨胀的今天，使用航空航天技术手段获取高质量遥感图像并解析其中蕴含的丰富信息在众多领域都具有广阔的应用前景。TDICCD采用多级延迟积分的工作方式来增加光能量，提高系统的信噪比，能够在不牺牲工作速度和系统分辨率的前提下获取高质量的遥感图像，已成为提高遥感器对地观测性能的主要技术途径。然而，卫星在轨工作过程中，反作用飞轮、太阳能帆板、力矩陀螺等部件会产生振动，使得星载遥感器发生微弱的颤振。颤振将导致景物像点模糊，成像质量下降。随着卫星姿态控制技术、平台隔振手段与光学系统设计的进步，遥感器对地观测能力不断提高，颤振已成为影响高分辨率遥感器成像质量的重要因素。因此研究颤振对高分辨光学遥感相机成像质量的影响规律，通过量化分析，从而对系统的稳定性及隔振设计提出约束是一项非常具有工程应用价值的工作。本文的主要工作如下：　　首先，对卫星平台的振动进行分析，从线扩散函数LSF的角度分析了振动导致图像模糊和几何形变的机理，依据TDICCD的工作原理分析了像移对TDICCD相机成像过程的影响。分别给出了线性振动、正弦振动以及随机振动下的调制传递函数MTF的数值计算公式，并以正弦振动为例详细分析了振动幅度和频率与图像降质的关系。　　其次，采用齐次坐标变换的方法建立星地物像间的映射关系，依据采样成像系统的成像原理，采用数值积分、像素插值以及电荷叠加等途径，建立了TDICCD动态成像的数学仿真模型。在此基础上仿真分析了不同颤振参数对TDICCD相机成像质量的影响规律，并采用均方误差和结构相似度两种方法评价仿真图像的质量。以MTF=0.95为约束条件，通过对靶标仿真成像并用刃边法计算MTF，得到了像质允许的最大正弦振动的幅频关系曲线。　　通过对XX型号空间相机整星微振动实验数据进行处理分析，采用光学追迹法得到了不同工况下微振动引起的光轴角位移，以MTF为评价条件给出了卫星平台真实颤振源对成像质量的影响程度。最后，基于模态激振器及高速CCD相机搭建了模拟平台颤振成像的物理仿真实验平台，介绍了平台设计方案及系统标定方法，对仿真实验中涉及的颤振成像工况进行了成像验证，实验结果与仿真结论吻合良好。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44701
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	王战. 颤振对星载TDICCD相机成像质量的影响分析[D]. 中国科学院大学,2014.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
王战.pdf（5155KB）			开放获取	ODC PDDL	请求全文