中国海洋一号卫星四波段CCD成像仪的光学配准

中国海洋一号卫星四波段CCD成像仪采用多镜头分光方式实现多光谱成像，本文分析多镜头多光谱的光学配准特点，并提出相应的解决方案，介绍所采用的关键技术，最后进行了误差分析。     

中国海洋一号卫星技术性能与业务运行模式

中国海洋一号(HY-1)卫星是用于海洋水色探测的试验型业务卫星。星上装有十波段海洋水色扫描仪与四波段CCD成像仪。卫星下发的数据由国家卫星海洋应用中心的北京、三亚地面站负责接收处理，境内外探测计划根据用户要求制定，卫星测控由西安卫星测控中心负责执行。     

FY-4卫星闪电成像仪设计与实现

介绍了我国第一台探测闪电的空间光学遥感仪器——风云四号(FY-4)卫星装载的闪电成像仪的设计与实现。给出了空间光学闪电探测原理。FY-4A星闪电成像仪采用小F数透射光学系统,用双镜头拼接实现大视场覆盖;采用高稳定度超窄带多腔干涉滤光片实现闪电信号滤波,以高速多抽头大光敏元CCD器件为敏感元件获取闪电与背景图像,由实时事件处理器在积分时间内按像元完成焦面数据的多帧背景评估、背景去除、阈值比较和闪电事件编码;采用与闪电事件一致的视场分辨率进行空间滤波,降低云层、陆地和海洋等背景信号对闪电信号的影响。研制的闪电成像仪由闪电成像仪主体、闪电信息处理盒、闪电管理与温控盒和闪电配电盒组成,设计了闪电探测、地标观测和FPGA程序上注三种工作模式。FY-4A星闪电成像仪研制中突破了闪电成像仪分系统总体、超窄带滤光片应用、高帧率CCD器件、实时事件处理器,以及闪电成像仪实验室标定与验证等关键技术。闪电成像仪的指标与国际同类仪器相当。至目前为此在轨测试表明:该闪电成像仪能实现对不同强度闪电事件实时探测,具备对强对流天气过程完整监测和跟踪能力。展望了后续我国闪电成像仪技术的发展和应用需求。     

大气环境监测卫星宽幅成像仪高性能碲镉汞红外探测芯片

宽幅成像仪(WSI)是大气环境监测卫星中的主要载荷之一,可以提供从可见光到长波红外的地球环境成像遥感数据。宽幅成像仪中搭载了从1.3~12.5 μm红外波段进行探测的8个波段碲镉汞红外探测器,各波段采用窄带滤光片进行分光,8个波段的碲镉汞探测器封装在短波、中波和长波3个组件中。本文中对8个波段的碲镉汞红外探测器进行了概述,内容涵盖了探测器的设计思想、制备工艺和测试方法,最后给出了目前在轨运行的高性能探测器组件的探测率性能和响应光谱,同时与各波段器件的探测率指标进行了对比。     

环境减灾二号A/B卫星高光谱成像仪设计与验证

高光谱成像仪是环境减灾二号A/B卫星上唯一可以获取高光谱数据的载荷。文章从幅宽和空间分辨率2个方面介绍了国内外高光谱成像仪的发展现状;基于大孔径静态干涉光谱成像(LASIS)技术原理和高光谱成像仪系统组成,提出幅宽增大和空间分辨率提高会带来偏流角偏差控制和高速图像传输等问题;对摆镜“轻巧型”结构、高精度运动部件及大尺寸高精度干涉仪进行设计,以满足偏流角偏差分析提出的高光谱成像仪推扫方向与探测器光谱方向夹角优于2.7′的要求,采用大面阵CCD高速成像技术,实现电路规模仅为原有技术的1/4。环境试验和在轨成像结果表明：高光谱成像仪调制传递函数(MTF)大于0.24,星上定标精度优于2 nm,在轨获取的可见光近红外(VNIR)及短波红外(SWIR)光谱图像立方体正确,曲线准确度相对偏差优于5%,高光谱成像仪的设计具有有效性。     

HJ-1A卫星CCD相机入射光谱辐射亮度的分析

文章介绍了HJ - 1A卫星CCD相机的任务需求 ,分析了影响CCD相机入射光谱辐射亮度的主要因素 ,通过“6S”软件得到在不同条件下CCD相机入射光谱辐射亮度 ,并依据CCD相机各波段的观测能力与地物的光谱特点 ,最终确定了CCD相机各波段不同增益对应的最大入射光谱辐射亮度。     

HJ—1A卫星CCD相机入射光谱辐射亮度的分析

文章介绍了HJ-1A卫星CCD相机的任务需求，分析了影响CCD相机入射光谱辐射亮度的主要因素，通过“6S”软件得到在不同条件下CCD相机入射光谱辐射亮度，并依据CCD相机各波段的观测能力与地物的光谱特点，最终确定了CCD相机各波段不同增益对应的最大入射光谱辐射亮度。     

超光谱成像仪的实验室定标

星载超光谱成像仪是一种空间调制型干涉光谱成像仪,文章研究了一套适用于干涉成像光谱仪、具有一定精度的实验室定标方法,满足了超光谱成像仪的实验室定标要求。采用激光光源进行光谱定标,光谱定标精度优于2nm。用远距点光源光路进行CCD探测器像元响应不均匀性修正,并进一步用天空背景光或均匀平行光进行全系统光能传输不均匀修正,实现了干涉图平场,相对定标精度达到2.46%。采用太阳模拟光源和均匀平行光路,用光谱辐射度计（ASD）实现标准辐射亮度的传递进行光谱辐射度定标,绝对定标精度达到8.21%。     

资源一号卫星的红外相机和CCD相机

于1999年10月14日首次发射并成功入轨的、中国和巴西联合研制的资源一号卫星携带了3台遥感器:中国研制的可见光一红外线多光谱扫描仪(简称“红外相机”)和 CCD(电荷耦合器件)相机及巴西研制的宽视场成像仪。本文简要介绍红外相机和 CCD 相机的具体组成和主要性能。     

环境减灾-1A卫星超光谱数据反演叶绿素a浓度的模型研究

通过星地同步遥感实验,实测巢湖水体水质参数,运用相关分析探求环境减灾-1A卫星超光谱成像仪数据与实测叶绿素a浓度的关系,选择不同的函数曲线对一阶微分方法、波段比值方法和三波段方法进行拟合,建立相应的估测模型,实现对巢湖水体叶绿素a浓度的反演.并最终选取精度最优的模型模拟巢湖的叶绿素a含量.结果表明:三波段组合的线性模型反演精度最高,67%的检验数据误差小于30%,说明基于环境减灾-1A卫星数据的三波段模型能定量提取巢湖地区夏季水体叶绿素a浓度信息.     

一种卫星多光谱图像亚像元波段配准精度自动评价方法

多光谱图像波段配准精度是多光谱影像数据的一项重要指标。文章实现了一种基于相位一致特征的多光谱图像亚像元波段配准精度自动评价方法。通过对CBERS-02B卫星CCD多光谱图像波段配准精度自动评价,表明该方法对于亮度和对比度具有不变性,能均匀稳定提取多光谱数据不同波段影像大量同名特征匹配点,自动给出影像的不同区域的亚像元配准精度,实现对整景影像数据的较为完整准确评价。根据评价结果进行了地面处理系统校正,使行列方向除局部区域外均达到配准精度。     

CCD亚像元成像质量的调制传递函数分析

从调制传递函数MTF的定义出发,对CCD离散抽样过程的MTF进行分析,指出CCD器件的MTF不仅与输入信号的频率有关,而且与相位有关,得出了CCD器件的平均调制传递函数的计算公式。通过计算对CCD的一般成像、亚像元成像和互有四分之一像元位移的成像系统的调制传递函数进行分析比较,结果表明,理论上亚像元成像获得图像的分辨率能达到一般成像的两倍,互有四分之一像元位移的成像系统获得的图像分辨率能达到一般成像的3.74倍。在空间频率低于CCD的Nyquist频率时,多CCD的成像质量也明显好于一般成像质量。     

面阵CCD时序抗弥散方法研究

文章通过讨论n沟道CCD的物理结构以及两种CCD饱和弥散(弥散型饱和状态和表面型饱和状态)的差异,介绍了面阵CCD抗弥散技术,它通过改变垂直转移时序使普通CCD具有抗弥散功能。对采用该技术前后相机抗弥散的实际效果进行了对比,进一步研究了面阵CCD时序抗弥散所必需的表面型饱和高电平偏置电压测定方法、低电平电压偏置测定方法以及时序工作频率标定方法,给出了工程实现的具体途径。总结了时序抗弥散技术的优缺点,列出了该技术的使用范围和限制条件。     

超光谱成像仪成像电路的设计与实现

超光谱成像仪是环境减灾-1A卫星的主载荷之一,也是我国第一台采用静态干涉型光谱成像技术的星载遥感相机。成像电路是超光谱成像仪的核心组件之一,文章介绍了超光谱成像仪成像电路的系统组成,以及各功能模块的结构、功能和设计原理。     

我国首颗环境卫星即将升空

原国家环保总局副局长吴晓青在接受记者专访时透露,我国首颗环境卫星将于今年7月左右发射升空。环境卫星是我国为加强生态环境管理和抗灾减灾能力发射的专门卫星,配备了宽覆盖多光谱可见光相机(CCD相机)、红外相机、高光谱成像仪、合成孔径雷达(SAR)等多种类型传感器,是目前指标最先进的对地观测系统。     

高分辨率光学成像仪将与昴宿星卫星集成

据报道,泰勒斯阿莱尼亚航天公司即将交付高分辨率光学成像仪器,该仪器将用于首颗昴宿星(Pleia-des)地球观测卫星。昴宿星是光学雷达联合地球观测(ORFEO)项目的组成部分,ORFEO是一个由法国航天局和意大利航天局联合开展的先进光学地球观测系统,该系统能满足欧洲用户的军民两用需求,包括地图绘制、火山监视、地球物理学与水文学研究,以及城市规划等。昴宿星高分辨率成像仪的分辨率为0.7 m,可见光与近红外波段的扫描宽度均可达20 km。高分辨率成像仪设计采用了创新技术,如:使用高度集成的探测部件(SEDHI),体积减小至以往的1/3;采用碳-碳结构与微晶玻璃反射镜(Zerodur mirror),因碳-碳结构材料对湿度变化不敏感,热膨胀系数极小,故增强了仪器的空间稳定性。为优化飞行性能,成像仪还使用了创新型热调焦系统,省却了复杂的机械装置。两颗昴宿星观测卫星的设计寿命为5年,具机动能力而有较高的在轨灵活性,预计分别将于2010年和2011年发射。每颗卫星发射时的质量将为1 000 kg,载有1台可识别地面上宽70 cm的物体的成像仪和1台可储存6千亿字节数据的记录仪,卫星图像数据可以速率450兆字节/秒传回地面...     

环境减灾二号A/B卫星高光谱成像仪CCD的Smear效应快速校正方法

环境减灾二号A/B卫星高光谱成像仪采用大面阵帧转移CCD作为成像和存储介质,以满足其高性能成像需求。然而,帧转移型CCD的Smear效应会造成干涉图像累积误差,导致干涉信息不准确,进而引起目标反演光谱失真。为了消除Smear效应影响,传统方法常利用行间信息迭代运算进行校正,导致计算耗时随着探测器面阵变大而增加。文章根据Smear效应产生的机理,推导出一种基于矩阵运算的Smear效应快速校正模型,并通过图形处理器(GPU)并行运算进行加速,以达到高效消除Smear效应的目的。试验结果表明：文章提出的方法能够很好地校正Smear效应引起的误差,同时利用GPU加速后计算速度是传统校正方法的632.4倍。     

微波成像仪扫描转动对卫星姿态的影响分析和控制实现

介绍了微波成像仪扫描运动方式,分析了微波成像仪扫描运动及对卫星姿态稳定性的影响,提出了微波成像仪扫描运动稳定性控制中天线静平衡、天线展开到位精度、转动体动平衡和整体动平衡状态的控制方法。给出了微波成像仪扫描平衡状态及在轨验证效果。结果表明：微波成像仪动平衡控制有效,达到了预期的姿态稳定性控制要求。     

月亮女神探月计划的有效载荷与科学探测综述

月亮女神探月计划根据科学目标的需求配置多波段成像仪、地形测绘相机、测月雷达、月球磁强计、高清电视摄像机等15台(套)有效载荷.文章阐述了有效载荷的基本原理、主要技术指标及其科学任务.通过1颗主探测器(Kaguya)和2颗子探测器(Rstar,Vstar)的相互配合以及精密测轨,获得了迄今最为精细的重力场分布数据,为研究...     

航天超光谱成像仪原理分析

介绍了国内外航天超光谱成像仪的研制概况,主要分析介绍了光栅型超光谱成像仪和干涉型超光谱成像仪的原理,并指出了需要进一步研讨的问题。