基于地面图像和卫星图像集成的火星车定位新方法

提出了一种基于地面图像和卫星图像集成的火星车定位新方法,该方法利用由导航相机立体图像得到的火星表面的点云数据提取石块,同时对高分辨率卫星图像局部灰度统计提取石块,通过地面和卫星图像中石块分布模式的匹配,实现火星车在卫星图像中的定位,从而消除仅利用地面传感器和影像定位产生的累计误差。采用NASA勇气号火星车在多个摄站获取的地面图像以及HiRISE卫星图像进行了实验验证,结果表明这种方法在石块较多的地区能够取得很好的自动定位结果,定位误差小于HiRISE卫星图像的一个像素（0．25m）。     

高分七号卫星双线阵相机关键技术设计

光、机、热稳定性直接影响高分辨率、大比例尺测绘相机内外方位元素的稳定性,进而影响卫星地面定位精度和高程精度。文章介绍了高分七号1∶1万立体测绘卫星的主要载荷——双线阵立体测绘相机,为实现高稳定性在光学、结构、热控等方面采用的设计手段,通过真实温度场的光、机、热联合仿真分析方法,结合在轨测试结果,证明该相机设计能够满足1∶1万比例尺高分辨率测绘所需的内、外方位元素稳定性要求。     

“高分七号”测绘卫星双线阵相机

<正>2019年11月3日,"高分七号"卫星在太原卫星发射中心顺利发射入轨,开启了精准3D测绘之旅,也拼上了高分专项这幅宏伟拼图的最后一块。"高分七号"卫星是我国首颗民用亚米级高分辨率传输型立体测绘卫星,星上搭载的主载荷?双线阵相机由北京空间机电研究所研制。"高分七号"卫星的任务是进行1∶1万精确比例尺立体测图和数字影像制作,在未来的8年寿命期间,将为地球绘制彩色立体的精准图像,服务于测图生产及更大比例尺基础地理信息产品的更新。双线阵相机由两台线阵推扫相机组成,分别称为前视相机和后视相机。前视相机与地面垂直方向的夹角为26°,后视相机为5°。这个双相机组合体不但能够清晰观测得到地球表面的平面图像,还能测量描绘     

基于成像拖尾效应的图像测速算法

根据相机成像拖影长度与相机运动及曝光时间的关系,提出一种基于成像拖尾效应的图像测速方法,给出了用航拍相机进行图像测速的实施方案。建立了影像与成像平面和地面景物间的相对运动模型,设计了基于互相关分析的拖影长度测量方案,给出了测量算法,并分析了像素尺寸和成像比例等对测速精度的影响。算例表明：该法对速度无剧烈变化的准匀速运动的测速效果较好,为飞行器实时飞行速度测量提供了一种解决方案。     

太空新航线

美欧火星探测任务有效载荷选定 8月2日,美国航宇局和欧空局从19次方案中选定了“外空火星微量气体轨道器”要携带的5台科学仪器,分别是火星大气微量分子掩星光谱仪、高分辨率掩日与天底点光谱仪、外空火星气候探测仪、高分辨率立体彩色成像仪和火星大气全球成像实验设备。这标志着双方在2009年7月一次会议上达成协议的一项联合火星探测计划的启动。     

“实践九号”A卫星图像的直接解调成像方法

“实践九号”（SJ-9）卫星是中国新技术试验卫星系列规划中的首发星,其中A星搭载的光学成像有效载荷技术试验项目为高分辨率多光谱相机,其图像数据将应用于国土资源调查与监测、农林业、环境保护、防灾减灾等领域,满足用户对高分辨率数据的需求。目前,遥感数据地面处理主要使用美国学者提出的调制传递函数补偿方法,而该文使用了中国科学家自主提出的直接解调成像方法处理“实践九号”A卫星全色谱段的遥感图像。通过分析处理前后的敦煌靶标和法国靶标的调制传递函数（Modulation Transfer Function,MTF）和点扩散函数,认为经直接解调成像方法处理后的图像清晰度和MTF有明显提高,达到了国际上同类遥感图像处理方法的先进水平。     

“高分四号”卫星凝视相机设计与验证

2015年12月29日,中国第一颗地球静止轨道高分辨率光学遥感卫星—"高分四号"卫星在西昌卫星发射中心成功发射,星上装载的北京空间机电研究所研制的高分辨率光学遥感凝视相机,可以获取星下点可见光近红外谱段(全色及多光谱)50m地面像元分辨率、中波红外谱段400m地面像元分辨率图像,地面覆盖超过400km?400km。文章介绍了该相机的组成及工作原理、相机的关键技术及实现情况,给出了地面测试与试验结果,对在轨运行和测试情况进行了简单介绍,列出了在轨测试的主要结论。     

基于影像信息的火星表面非合作目标定位分析

火星遥感探测任务中,火星表面原始非合作目标(即:火星原生态表面目标)定位信息的获取对于科学研究的开展及工程的实施具有重要意义,是火星遥感探测信息应用的重要内容之一。针对定位信息的误差建模分析将对提高火星表面非合作目标的定位精度提供关键指导。文章以火星探测器所搭载的光学轨道相机为影像信息获取手段,在所获取的影像数据基础上,分析并建模讨论了火星表面非合作目标定位信息的各影响误差项,涉及影像像元分辨率、探测器定位信息、探测器姿态信息、影像时统信息、火星表面高程信息及相机安装布局信息等,并结合实际算例,给出了提高目标定位精度的分析建议。作为创新点之一,文章以火星探测为背景,通过火星探测器与地面测控站间通信链路方式,完成了以影像信息为基础的定位误差分析完备性表述,该分析结果可为后续行星及小天体遥感成像探测的优化应用提供一定的参考。     

一种共轴双旋翼式火星飞行器设计及其试验验证

针对火星飞行器探测需求,提出了一种共轴双旋翼式火星飞行器,基于计算流体力学方法优选了桨叶翼型、平面形状和扭转角等结构参数,基于叶素动量理论建立了旋翼气动力学模型,利用数值模拟方法选择了旋翼转速、旋翼间距和桨叶安装角等飞行参数,设计了原理样机"火星飞鸟-I"的结构与控制系统。构建了火星大气环境模拟器和重力补偿与运动约束装置,开展了模拟火星环境下旋翼式飞行器地面飞行试验,验证了共轴双旋翼式火星飞行器的推进性能,展望了旋翼式火星飞行器技术的发展方向。研究成果对我国开展的火星探测工程具有重要借鉴价值。     

嫦娥一号卫星CCD立体相机的设计与在轨运行

介绍了立体成像原理、参数选择、相机方案及设计结果。发射前的实验室检测表明:整机MTF达0.48,S/N为235。由嫦娥一号卫星CCD立体相机获取的图像清晰,层次丰富。用户根据在轨运行前期探测数据对CCD立体相机的科学探测数据质量进行了初步评估,认为CCD立体相机工作正常,数据格式正确,科学数据有效,图像质量优良,能够进行稳定的数据观测、采集与下传。最后介绍了相机在研制过程中采用的一些新技术。     

一种行星探测应用的可量测虚拟现实环境构建方法

提出了一种基于行星探测巡视器地面图像和高分辨率卫星图像的可量测虚拟现实环境构建方法。根据巡视器在不同方位角、高度角获取的立体图像,经过圆柱投影、自动匹配和无缝拼接生成360°全景图像。同时开发了从全景图像到原始图像的反算功能,使用户可直接在全景图像上进行量测,从原始立体像对上得到三维地形信息。三维可量测全景图像与基于NASA的World Wind的星球浏览器进行无缝集成,为行星探测应用提供了可量测虚拟现实环境,实现了从垂直视角卫星图像到地面水平视角巡视器图像的一体化量测。     

一种场景无关的图像清晰度评价方法

图像清晰度是遥感相机调焦技术中度量离焦状况的关键参量,调焦系统根据对比不同焦面的图像清晰度来获取最佳焦面的位置。高分辨率线阵CCD遥感相机成像时地面场景不断变化,而常用的图像清晰度评价方法由于依赖景物不变性而失效,因此,文章提出了一种空域和频域相结合的清晰度评价方法。该方法在空域中提取图像内的有效边缘并计算得到图像有效边缘宽度;在频域中,仅抽取图像频域特定高频成分并得到高频成分的频谱强度均值,计算得到基于边缘宽度和高频强度的图像清晰度。经试验验证,该方法适用于场景不断变化的线阵CCD遥感相机图像清晰度的评价,相较传统方法更加准确有效。     

应用NAR运动估计的序列帧间匹配技术

对于面阵相机推帧成像与数字TDI后处理相结合的对地高分辨率遥感新方式,在图像后处理过程中的帧间匹配步骤占据了大量运算资源与时间。文章首先简要介绍了推帧成像与数字TDI的应用模式,通过分析推帧成像模式下原始图像序列的空域互相关特性与图像匹配机理,提出了此快速帧间匹配技术,并进行了仿真试验。结果表明应用非线性自回归神经网络运动估计的快速帧间匹配技术可显著提高数字TDI后处理的实时性,使计算效率提升达70%以上,同时提高匹配精度,减少误匹配。该技术泛化力强,通用度高,不同地面分辨率、不同轨道高度的空间相机数据均可应用该技术进行快速且精确的机内或地面帧间匹配。     

一种星载激光测距仪姿态的确定方法及误差分析

激光测距仪与立体测绘相机在对地目标定位方面具有较强的互补性,将两者结合可以获取较高的地面目标三维定位精度。利用激光测距仪辅助立体测绘相机实现全球大比例尺无控测图是当今测绘卫星的发展方向。激光测距仪的定位精度主要受俯仰角和侧摆角的影响,由于失重、热交变、微振动等外界环境的影响以及激光器发射激光束存在自身抖动,星载激光测距仪的激光出射方向是不断变化的。为实现高精度地面目标定位,满足大比例尺测绘需求,需要对激光出射方向进行精确测量。文章提出了一种基于足印记录相机的激光测距仪姿态确定方法,该方法采用足印记录相机、地相机图像联合处理的技术,解决了激光测距仪姿态角和激光指向高精度确定问题。通过误差分析,该方法能够满足1︰10 000比例尺定位精度的要求。     

轻型空间相机遮光罩组件的研制

文章介绍了空间遥感相机遮光罩的结构特点及其功能。重点介绍了一种用于可见-红外光谱仪上的轻型遮光罩,该仪器安装于2005年美国发射的火星勘测轨道飞行器(MRO)上。     

轻型空间相机遮光罩组件的研制

文章介绍了空间遥感相机遮光罩的结构特点及其功能。重点介绍了一种用于可见-红外光谱仪上的轻型遮光罩，该仪器安装于2005年美国发射的火星勘测轨道飞行器（MRO）上。     

“机遇”号火星车抵达圣玛丽亚陨石坑 将入坑行走

2011年1月4日,美国航天局喷气推进实验室宣布,搭载在火星勘测轨道飞行器上的高分辨率成像科学实验照相机最新拍摄到的火星特写照片显示,＂机遇＂号火星车已抵达圣玛丽亚陨石坑边缘,并准备进入陨石坑内＂走一走＂。     

序言

2012年1月9日11时17分,“资源三号”卫星在太原卫星发射中心成功发射升空。该卫星是我国第一颗自主研制的民用光学传输型立体测绘卫星,其核心有效载荷为北京空间机电研究所研制的三线阵相机和多光谱相机。1月11日10时30分,卫星进行了相机成像测试并成功下传了首批影像数据。业内专家对“资源三号”卫星的高品质遥感图像给予了高度评价和充分肯定。     

“火星快车”发现火星有水

欧空局1月23日称,其“火星快车”轨道探测器发现火星南极存在水冰。这是人类首次直接在火星表面上发现水。该探测器上的红外相机对火星南极地区上空水气中的分子进行了分析,确认了火星南极地区存在水。在当天的新闻发布会上,“火星快车”项目负责人说:“我们已确认在火星南极有水,不过不是液态的,而是冰冻水。这些水冰部分地裸露在火星表面上,并没有被由二氧化碳凝固成的干冰全部覆盖。”根据科学家以前掌握的资料,火星两极存在巨大的白色冰冠。过去一直认为这些冰冠全是二氧化碳凝固成的干冰。美国“奥德赛”火星探测器以前提供的数据只是…     

月面探测中的单目相机成像测量方法

针对月面着陆及就位探测过程中各类相机成像的工程实际,文章分析了降落过程单目成像的特定条件,提出了降落相机序列成像单应矫正的大场景高分辨率图像生成方法,在此基础上提出了基于图像匹配的着陆过程飞行器定位方法;针对着陆后就位探测所具备的位姿与场景约束信息,提出了应用单目成像的平面场景内目标测量;对远距离成像提出基于弱透视的目标距离与方位计算方法。这些方法已经应用在"嫦娥三号"任务着陆与就位探测中降落相机、监视相机、地形地貌相机等相机成像的处理,为探测过程提供了及时准确的测量信息。