卫星平台运动对高分辨率光学遥感成像系统影响分析

在高分辨率光学遥感成像过程中,卫星平台的不稳定性将影响相机成像质量。针对该问题,在分析动态降质机理的基础上分别就面阵凝视模式、线阵推扫模式及时间延迟积分(Time Delay and Integration,TDI)推扫模式提出了相应的动态成像仿真模型,以此模拟不同情况下的退化结果。以高分辨率遥感相机为对象,开展多种情况下的仿真试验分析。结果表明,同等平台运动条件下,TDI推扫模式下的图像质量下降更明显;分辨率越高,像质对平台振动的响应灵敏度越高。最后结合仿真模型及图像评价参量,建立起空间分辨率与平台颤振指标之间的关系,给出不同空间分辨率下的平台运动误差阈值,为平台振动抑制和补偿提供约束条件。     

空间相机摆扫成像立体定位精度仿真分析

为了验证空间相机摆扫成像立体定位的可行性,考虑成像比例尺变化、摆扫角测量精度、摆扫角稳定度和摆扫角速度等影响因素,建立了以总体设计中影响定位精度的各指标为参数的空间相机摆扫成像几何模型,推导了基于误差传播理论的定位精度计算方法,并对平面定位精度和高程精度进行了仿真,提出了摆扫成像方式条件下提高定位精度的有效措施。结果表明,在成像幅宽较大时,单线阵摆扫成像线阵长度较小情况下和双线阵推扫成像线阵长度较大情况下,可达到相近的定位精度,提高摆扫角测量精度、摆扫角稳定度及时间同步精度,可提高平面定位精度。摆扫成像立体定位精度仿真方法适用于大幅宽成像遥感卫星定位精度指标分配。     

空间相机摆扫成像立体定位精度仿真分析

为了验证空间相机摆扫成像立体定位的可行性,考虑成像比例尺变化、摆扫角测量精度、摆扫角稳定度和摆扫角速度等影响因素,建立了以总体设计中影响定位精度的各指标为参数的空间相机摆扫成像几何模型,推导了基于误差传播理论的定位精度计算方法,并对平面定位精度和高程精度进行了仿真,提出了摆扫成像方式条件下提高定位精度的有效措施。结果表明,在成像幅宽较大时,单线阵摆扫成像线阵长度较小情况下和双线阵推扫成像线阵长度较大情况下,可达到相近的定位精度,提高摆扫角测量精度、摆扫角稳定度及时间同步精度,可提高平面定位精度。摆扫成像立体定位精度仿真方法适用于大幅宽成像遥感卫星定位精度指标分配。     

航宇局考虑发展陆地卫星系列的新型遥感器

近几年来,随着空间技术的迅速发展,军用和民用部门对空间遥感设备提出了更高的要求。但现有的可见光和多光谱遥感器,如RBV电视摄象机,光谱响应窄,可靠性差,屡出故障;而多光谱扫描器空间分辨率又较低;主题测绘器(TM)既复杂又昂贵,还未上天就碰到许多技术难题。相比之下,近十年内崭露头角的固体光电线阵成象器件(CCD、SSPP、CCPP等)却具有许多独特的优点:它们不仅具有很高的可靠性、灵敏度、空间分辨率和成象几何精度,而且光谱响应宽、成本低、重量轻和功耗少。因此,线阵光电成象的推扫式相机在空间遥感领域显示了光明的发展前景。它不但引起军用空间遥感部门的高度重视,而且受到了民用部门的青睐。据认为,固体线阵推扫式相机很可能替代胶片相机,成为实现高分辨率实时侦察的有效手段。本刊在这期刊登的三篇文章介绍了这方面的进展,期望引起有关部门的重视。     

星载TDI CCD相机成像仿真系统的实现

以VC++ 6.0为开发环境, 基于航天TDI (Time Delay and Integration) CCD相机地物点与像点的映射模型, 开发了TDI CCD相机成像仿真软件系统, 建立了由卫星单轴气浮姿态控制仿真台和地面星载TDI CCD相机成像仿真软件系统构成的实时航天TDI CCD相机成像仿真平台, 可动态模拟航天TDI CCD相机在进行标称偏流角调节后卫星姿态角速度误差对航天TDI CCD相机成像的影响, 仿真结果与实际成像结果基本一致.      

微振动对高分辨率TDICCD图像辐射质量影响

微振动是影响高空间分辨率遥感卫星成像质量的重要因素之一。主要针对微振动对时间延迟积分电荷耦合器件（TDICCD）图像辐射质量的影响规律进行研究,一方面对微振动的影响规律有更深入的研究,另一方面反过来为微振动的抑制提供参考和建议。首先结合成像器件与目标存在相对运动时的曝光成像规律和TDICCD相机成像原理,建立了微振动下TDICCD相机成像的仿真退化模型。然后利用该模型进行仿真计算,得到了仿真退化图像。最后,针对不同的影响因子,包括微振动的振幅、频率以及TDICCD相机级数,分别研究了其对图像辐射质量的影响规律,并结合理论或者工程实际进行分析,其结果基本一致。     

打造一流的民用遥感卫星相机——高分-1卫星相机研制纪实

高分-1是我国高分辨率对地观测系统的首发星,依靠星上搭载的6台相机,这名"排头兵"刷新了我国民用卫星在分辨率水平和地面覆盖范围上的纪录。其中,2台高分辨率相机按一定角度并排装载在卫星上,实现了扩大观测幅宽的目的;4台宽覆盖多光谱CCD相机通过对地面景物推扫成像,获取4个谱段的宽覆盖、中分辨     

星用广角线阵CCD相机的机载试验

在卫星遥感中利用广角线阵ＣＣＤ相机对地球资源信息进行“粗查“，并同时利用高分辨率ＣＣＤ相机进行“详查”的遥感器组合是一种可行的方案。文中介绍广角ＣＣＤ相机的研制及利用小型无人机进行机载试验的结果。在方案设计中主要讨论几保分辨率和辐射分辨率两项指标，也兼顾讨论诸如扫掠宽度和覆盖周期等问题。为获得好的机载试验效果将相机安装在双轴稳定平台上。     

吉林-1卫星组星成功发射

<正>北京时间2015年10月7日,我国在酒泉卫星发射中心用长征-2D运载火箭成功将吉林-1卫星组星发射升空。这标志着我国航天遥感应用领域商业化、产业化发展迈出了重要的一步.吉林-1卫星组星是我国首批自主研发的商业高分辨率遥感卫星,也是我国采用"星载一体化"设计的分辨率米级高清动态视频卫星。其由4颗卫星组成,包括1颗光学遥感卫星、2颗视频卫星和1颗技术验证卫星,工作轨道均为高约650km的太阳同步轨道。其中,光学A星是我国首颗自主研发的商业高分辨率对地观测光学成像卫星,具备常规推扫、大角度侧摆、同轨立体、多条带拼接等多种成像模式,     

采样式航天光学遥感成像系统混叠噪声

为了准确计算采样式航天光学遥感成像系统中混叠噪声的权重和分析系统设计参数的影响,采用经验景物模型,模拟成像系统主要噪声源的统计特性,提出了一种含混叠的成像系统噪声计算模型。采用该模型,以某卫星高分辨率相机成像系统为例,计算混叠噪声功率占总噪声功率的百分比,并对不同λF/p参数和不同景物参数的情况进行了仿真。结果表明：该卫星高分辨率相机成像系统中,混叠噪声占较大比重;当提高λF/p时,可有效降低混叠噪声。     

敏捷光学卫星密集区域推扫成像任务规划方法

敏捷成像卫星可以实现利用三轴姿态机动所形成的推扫成像模式,同时可以在机动过程中同步成像。在敏捷卫星成像任务的基础上,建立考虑推扫成像模式的敏捷卫星任务规划模型。通过高斯投影建立球面直线扫描条带的数学生成模型,并利用Matlab现有函数进行优化解算;由于模型解算的复杂性,将整体规划问题分为两层子问题分别进行处理,在条带任务分配中,设计了适用于计算机计算的含有条带分配策略的解算算法;在上层规划中,基于推扫成像的双向扫描特性,设计了基于启发式规则的敏捷卫星任务规划算法;之后,将不可规划条带拆作孤立点目标进行处理,最后通过再合成处理完成整体规划。仿真结果表明,文章所设计的算法可以有效处理实际情况下的敏捷卫星推扫成像任务规划问题。     

微振动成像检测光学验证系统研究

针对高分辨率空间相机的系统特性,选用平行光管系统作为光学系统,模拟来自无穷远的特征目标.运用LIGHTTOOLS软件对光路进行模拟,确定较优的光学结构.主要通过4种试验进行研究,即相机激振抖动试验,靶标运动模拟光轴抖动试验,波前畸变测量试验,离焦测量试验.通过离线图像复原对空间相机的光学误差进行分析及补偿.试验结果表明,在未给相机施加激振的情况下,经过平行光管系统输出,相机成像出的40LP·mm-1（LP表示线对）及20LP·mm-1清晰,满足微振动成像检测试验要求.在微振动成像检测试验中,波前像差达到0.21λ（RMS<λ/4）,1.28λ（PV）以及0.23λ（RMS<λ/4）,1.34λ（PV）时,该平行光管系统成像均可满足复原软件处理需求,可以有效应用于微振动成像检测系统并具有验证微振动成像检测试验的能力.      

基于等效焦面的离轴遥感相机积分时间计算方法

目前在轨和在研的光学遥感卫星大都搭载的是离轴遥感相机,为了保证视轴正对星下点成像,相机需要整体俯仰一定角度补偿离轴角,这样就导致相机的焦平面无法平行于星下点水平面进行推扫成像,相机的积分时间计算不准确。针对以上问题,提出一种基于等效焦面的高精度积分时间计算方法,该方法构建与星下点水平面平行的等效焦面,通过建立严密的几何关系,求出真正电荷转移时间对应的像元尺寸,从而得到准确的积分时间。仿真试验表明,该方法可以将积分时间计算精度提高1.2%,为卫星在轨提高成像质量提供有效手段。     

印度遥感卫星计划简介

印度第一颗自行研制的遥感卫星ＩＲＳ－１Ａ于１９８８年３月１７日，用前苏联的东方号运载火箭发射成功。ＩＲＳ－１Ａ运行在高度为９０４千米的太阳同步轨道上，卫星过降交点的时刻为上午１０：２５，为研究不同地区的地球资源，提供了相同的光照条件。卫星星下点轨迹的重复周期为２２天。ＩＲＳ－１Ａ的有效载荷为两种：第１种是以推扫方式工作的线性成像自扫描遥感器（ＬＩＳＳ）。其ＣＣＤ探测器采用２０４８像元的线阵。单台的ＬＩＳＳ－１提供的图像地面幅宽为１４８千米，空间分辨率为７２．５米；第二种成像遥感器有两台：ＬＩＳＳ…     

模态综合在遥感卫星颤动响应分析中的应用

高分辨率遥感卫星对地观测时,星上部件的运动使星体产生颤动响应,该响应会对成像质量产生一定影响。介绍了基于混合界面综合方法的遥感卫星动力学模型及其简化计算方案;给出了运动部件拢动影响下遥感卫星的颤动响应分析仿真结果。这些结果可供卫星总体部门参考。     

大斜视直升机载太赫兹ViSAR振动补偿成像算法

太赫兹视频合成孔径雷达（ViSAR）载波波长短,直升机载平台的微小高频振动将引起回波信号相位的显著变化,进而严重恶化ViSAR的成像性能。本文在建立斜视ViSAR平台振动成像几何模型的基础上,提出了大斜视模式下的振动相位误差补偿成像算法。该算法结合运动补偿原理,将斜视成像侧视化处理,然后采用改进的多普勒Keystone变换方法在二维频域校正由平台振动引起的距离单元徙动,最终在距离多普勒域实现振动相位误差补偿。仿真结果验证了该算法的有效性。      

立体卫星对姿控精度提出了更高要求

预计八十年代初期,推扫式CCD线阵摄像系统将在法国资源卫星(SPOT)、海事观测卫星(MOS)和制图卫星(Mapsat)等一系列空间计划中得到广泛应用。这种新型的遥感系统能够以单视觉和立体视觉两种格式,向制图、地理、地质和林业等学科的专家们提供分辨率很高的图像数据(瞬时视场分辨率达10-20米)。但是,迄今为止,     

印度发射高分辨率制图卫星-3

正2019年11月27日,印度制图卫星-3(Carto Sat-3)由印度"极轨卫星运载火箭"(PSLV-XL)发射升空。制图卫星-3是"制图卫星"系列的后续型号,采用IRS-2平台建造,是具有高分辨率成像功能的第三代敏捷卫星。印度空间研究组织(ISRO)称,该卫星将取代"印度遥感卫星"(IRS)系列。该星运行在高度509km、倾角97.5°的太阳同步轨道,发射质量1625kg,设计寿命5年。星上成像有效载荷全色模式地面分辨率0.25m,幅宽16km;四谱段多光谱模式分辨率1.13m,幅宽16km;高光谱模式分辨率12m。星上还载     

轨道末期星载相机侧摆成像匹配分析与实验

通过分析卫星轨道末期星载TDI CCD相机成像面临的数据读出频率过大、像移失配严重等瓶颈问题, 提出了轨道末期卫星侧摆成像匹配方案. 依据轨道衰减高度, 设计侧摆成像匹配模型, 计算出轨道高度与匹配成像侧摆角度之间的变化关系, 对侧摆成像时的像移速度矢量、偏流角度、成像畸变等进行了定量的可行性分析, 并利用蒙特卡洛方法分析了满足侧摆成像的卫星姿态指向精度和稳定度. 利用基于小型三轴气浮台的小卫星姿态控制系统和TDI CCD相机成像系统进行仿真试验, 结果表明, 仿真图像的MTF函数和互相关相似性测度均在0.85以上, 侧摆成像匹配方案能较好地满足轨道末期成像需求.