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。     

空间目标的ISAR成像及轮廓特征提取

空间目标的逆合成孔径雷达（ISAR）成像由于受自身遮挡及噪声干扰等影响,导致生成的ISAR像难以直接进行图像分析及目标识别。由此,以空间目标的ISAR成像建模为基础对ISAR像处理及特征提取展开了研究。首先,分别建立了目标卫星的ISAR成像模型、ISAR信号模型及ISAR图像函数提取模型,并经过旁瓣抑制与相干斑滤波等初步处理得到了目标卫星的ISAR像。其次,采用Otsu算法、canny算子及Hough变换使卫星旋转至最长轴平行于像平面横轴,通过闭运算填充卫星内部孔洞,去除外部孤立噪声,并基于连通域思想分割出卫星所在子区域,实现了卫星的轮廓提取。所设计的图像处理算法能有效改善ISAR像质量,提取的卫星轮廓线能较好地勾勒出目标卫星的外形结构,为进一步展开卫星的识别工作奠定了重要基础。      

西班牙发展光学成像卫星

正在研制的"西班牙地球观测卫星"(SEOSat,又称Ingenio)是西班牙高分辨率光学成像卫星,也是西班牙2007-2011年航天战略计划的标志性任务。该项任务旨在向西班牙民间、机构和政府用户提供高分辨率多光谱陆地光学图像,也可面向全球环境与安全监测(GMES)系统和全球综合地球观测系统(GEOSS)内的其他欧洲用户提供图像。总的任务目标是提供测绘、陆地使用、城市管理、水管理、环境监测、风险管理和安全应用方面的信息。这就要求该卫星实现分辨率为2.5m的全色成像和分辨率为10m的多光谱成像。2007年7月,欧洲航天局(ESA)和西班牙工业科技发展中心(CDTI)签署了采购协议,SEOSat项目的研制由ESA监管,CDTI提供任务资金并负责该项目的计划管理。该卫星的基本任务是:①按照西班牙规定的用户需要供应数据服务,包括西班牙本土和重要利益地区(欧洲、南美洲和北非地区)的图像;②提供GMES计划的补充服务,尤其是哨兵-2任务的目标。     

欧洲雷达成像卫星系统最新发展

正欧洲在发展雷达成像卫星方面以德国、意大利、西班牙以及欧洲航天局为代表。在雷达成像卫星发展方面各具特色,德国倾向于军、民用系统分立发展;意大利侧重于发展军民共用系统;西班牙起步较晚,主要借助德国民商共用系统的发展策略(公私合营)和成熟技术;欧洲航天局则在"哥白尼"计划下发展哨兵-1(Sentinel-1)系列雷达成像卫星。欧洲现役雷达成像卫星能力较为先进,成像模式多样化,最高分辨率达到0.25m。     

遥感卫星传感器的重复观测能力计算

遥感卫星传感器的重复观测能力是体现卫星系统动态监测能力的重要指标之一. 通过分析卫星星下点成像和侧视成像时的重访条件, 给出了卫星可能实现重访的轨道计算方法, 同时以HJ-1A/1B卫星(环境与灾害监测预报小卫星星座的光学星)为例, 给出了特定地区可以实现重访的优选轨道, 并讨论了由两颗卫星组成的卫星星座对重访的影响, 以及纬度对重访的影响.      

欧洲“新一代昴宿星”发展与特点分析

正欧洲新一代商业高分辨率光学成像卫星——"新一代昴宿星"(PleiadesNeo)于2021年4月29日成功发射,首星命名为新一代昴宿星-3。"新一代昴宿星"具有分辨率高、侦测一体、图像采集能力强、卫星高度敏捷和星座高频重访等特点。1发展历程在法国太阳神-2(Helios-2)军用光学成像卫星和军民两用"昴宿星"(Pleiades)部署完毕后,法国国家空间研究中心(CNES)寻求下一代光学成像卫星的研制方案,旨在实现小时级重访和更高的分辨率,并提升卫星持续观测时间以及高响应能力。为了响应CNES的需求,阿斯特留姆公司(Astrium),     

美国海军海洋监视卫星系统

美国海军海洋监视系统 (NOSS)计划又称“白云” (White Cloud)计划 ,是天基电子情报系统 (EL INT)计划 ,用于雷达信号的侦察。它是通过卫星上的雷达信号接收机收集目标的雷达波 ,经分析后判明对方舰队的地点、方向和速度。该计划于 2 0世纪6 0年代末开始启动 ,到 1995年发射了最后一组卫星。此后 ,接替它的是“海军天基广域监视系统” (SBWASS- Navy)。SBWASS- Navy不是信号侦察卫星系统 ,而是红外成像侦察系统。它通过卫星上的高灵敏度红外 CCD相机获取目标的红外图像 ,经处理后判明对方水面舰艇和潜艇的位置、方向与速度。该…     

国外雷达成像侦察卫星发展研究

目前,国外侦察卫星系统已经发展了几代,形成了成像侦察、电子侦察、海洋监视等卫星系统。在成像侦察卫星中,由于雷达成像侦察卫星可全天时、全天候工作,同时具有一定的穿透能力,能识别伪装,发现地下军事设施,所以受到航天大国的高度重视。其幅宽也较大,时间分辨率较高,这对全面观测战区、侦察全球性军事动态有重要的意义。此外,在运动目标识别等热点应用领域,雷达成像侦察卫星比光学成像侦察卫星具有更大的潜力。     

空间相机地面模拟扫描成像转台及成像试验分析

为了验证长焦距TDI-CCD空间相机(分辨率高于1 m)的成像和工作情况,在地面上采用高精度转台模拟卫星飞行扫描成像.为了满足扫描成像的需要,转台应具有与卫星相当的速度平稳性.检测结果和扫描成像结果表明,采用高精度转台在地面模拟卫星飞行扫描成像能够解决大型空间相机的模拟成像问题,同时也验证了研制的空间相机具有良好的成像质量.     

一种基于现代通信理论的图像质量评价技术

应用现代通信理论对成像系统进行了分析, 建立了模拟和数字图像的目标信息密度模型。利用目标信息密度增量评估了亚像元技术的应用; 讨论了系统调制传递函数(MTF)和信号噪声比(SNR)对目标信息密度的影响, 发现目标信息密度随 SNR提高而提高, MTF的影响与目标统计特性有关。     

TDI-CCD遥感图像条带噪声的消除

针对TDI-CCD遥感图像固有条带噪声的灰度值在原始信息中变化比较缓慢的特 点及小波变换对奇异点检测的优越性, 提出了一种快速傅里叶变换和小波变换 相结合的方法来确定条带噪声频率点所在的位置, 采用改进的陷波滤波器对条 带噪声的频率成分进行消除. 另外, 提出一种基于提升小波变换的改进阈值 函数法, 用以消除图像的条带噪声. 实验结果表明, 在消除条带噪声方面, 改 进的陷波法优于改进的阈值函数法, 而改进的阈值函数法优于硬阈值函数和软 阈值函数法. 利用改进的陷波法消除条带噪声后, 图像的质量得到提高, 其PSNR达到46.4181dB, NMSE减小到0.00007, 相对基于提升小波变换的 几种阈值函数法, PSNR提高了3～4dB, 而NMSE则减小了 0.00007～0.00011. 本文提出的方法能较好地消除遥感图像的条带噪声, 同时能够较好地保持原图像的特征, 具有可行性.      

X射线平板探测器数字成像及其图像校准

为了提高X射线数字成像系统的图像质量,以基于平板探测器的X射线数字照相系统为研究对象,介绍了平板探测器自身影响图像质量的4大因素:随机噪声,偏置误差,像元响应不一致性和瑕疵像元等,分析了这些因素的成因及其对图像质量的影响,提出了相应的减小和消除这些影响的图像校准方法.实验结果表明:运用这些图像校准方法,可以有效地去除上述因素对图像质量的影响,显著提高平板探测器输出图像的质量,为后续图像判读奠定了良好的基础.      

CCD光学遥感器参数选择研究

介绍了由衍射受限非相干成像系统的衍射分辨率引出的截止频率及混叠的概念. 为了对采样成像系统获得的图像质量进行量化, 使用图像质量因子(λF/P)表示探测器对光学系统线扩散函数采样的程度. 进一步分析了光学遥感器参数选择与信噪比的关系. 选择实际的焦距9 m, F 数为18 的空间光学系统, 利用ZEMAX 软件的像模拟功能, 对选择8.75 μm 和13 μm 像元尺寸的CCD 所获得的图像进行了模拟仿真. 仿真获得的结果验证了图像质量因子和信噪比对图像分辨率的影响.      

重力卫星高精度测距系统观测量的降速率滤波算法

在卫星时频传递、矢量测量技术领域，有效观测数据的高精度滤波处理十分重要，其基本要求是在保留有效观测信息的同时能够降低噪声干扰，实现原始信息的高效、高精度传递。以中国地球重力场测量卫星高精度测距系统的工程研制为背景，为实现高频噪声抑制、保留低频重力场信息，基于对FIR滤波器结构的优化和窗函数的改进，提出了一种对10 Hz采样率的原始测距数据降速率、降噪滤波的算法。相比其他类似算法，所提方法同时具备降速滤波和差分运算两种功能，噪声抑制抑制度优于44%，且频率截止特性陡峭，第一旁瓣抑制度达到–94 dB。该算法在提高测距精度、充分保留重力场信息的同时，实现了地面数据后处理流程的简化，为微波测量系统、激光测量系统的数据处理提供了一种优选方案。     

抑制复原图像振铃波纹的频域循环边界算法

提出了一种基于Wiener滤波的频域循环边界复原算法,并给出了有效的规整化表达式和信噪比估算方法.复原算法首先将原观测图像按反射对称的方式延拓,形成一个新的观测图像(称为延拓图像);然后,用Wiener滤波算法复原延拓图像,并取延拓图像的复原图像的主值序列作为原观测图像的复原图像.对延拓图像在频域进行复原处理时,需要使用FFT(Fast Fourier Transform)技术,将延拓图像进行周期延拓,因其结合边界在垂直方向上的梯度为零,且边界平滑满足微分条件,抑制了复原图像的振铃波纹.复原过程中,将噪声与原始图像的功率谱之比规整化为原观测图像信噪比的函数.实验结果表明,该算法对周边区域梯度变化较大的观测图像复原效果较好.      

利用平滑约束复原方法处理CCD相机遥感图像

重点研究了频域平滑约束复原方法以及该方法对遥感领域中的实际应用，文章先介绍了平滑约束复原方法的理论基础，然后用该方法对CCD相机的遥感图像进行了复原处理，讨论了遥感器系统调制传递函数（MTF）曲线的拟合，遥感器系统MTF矩阵的构造以及复原参数的选择。可以得出结论，在一定条件下，利用平滑约束复原方法可以有效地改善整个系统的调制传递函数，从而使图像变得清晰。     

基于改进大气散射模型的单幅图像去雾方法

雾天情况下获得的图像通常会出现对比度低、色彩丢失及噪声等问题，传统的去雾方法主要着眼于解决对比度低、色彩损失等问题，而没有考虑空气中灰尘颗粒散射隐藏的噪声光，导致去雾结果中易出现大量的噪声。针对该问题，提出了一种基于改进大气散射模型的单幅图像去雾方法。结合雾霾天气的特点，通过增加空气中介质散射的噪声光对传统雾天成像的大气散射模型进行改进；针对暗通道先验计算透射率不准确的问题，根据改进的模型构建一种透射率精细化的求取方法；结合全变分模型保边抑噪的思想，构造一种新的目标函数，迭代求解获得去雾图像。实验结果和对比分析表明:所提方法能有效去除图像中的雾，减少去雾结果中的噪声，同时也能保留图像中丰富的纹理信息。      

X射线数字成像系统传递函数模型

基于非晶硅面阵探测器的工业X射线数字成像系统是目前最先进的射线检测技术,其系统传递函数PSF(Point Spread-Function)由非点源形成的系统几何弥散、闪烁体膜层弥散、探测器像元孔径采样3部分组成.通过分析各环节射线透照场强的分布特性,以高斯函数近似各环节相应PSF的数学表达式,建立了整个数字成像系统的PSF及其MTF(Modulation Transfer Function)理论模型,并由系统PSF的半波宽得到系统的近似有效带宽.以PaxScan2520面阵探测器组成的X射线数字成像系统为例,通过实验验证了该模型的合理性,利用此模型可快速估计数字成像系统可分辨被检试件的最小细节,为工业射线检测提供理论基础.