空间相机自准法检焦原理的研究和应用

精密检调焦技术是空间相机必不可少的重要组成部分,它直接影响相机的成像质量.本文介绍了一种自准法精密检调焦系统的方案,并对测量数据的处理方法进行了分析.实验结果表明,利用质心法进行检焦具有很好的测量精度和重复性.     

萤火一号宽视场彩色相机的设计及地面检测

介绍了宽视场彩色相机工作原理、相机方案及设计结果. 发射前实验室检测结果表明, 整机静态分辨率达180 lp/mm, 信噪比为34 dB. 用户在发射前对宽视场彩色相机的成像效果进行了初步评估, 认为宽视场彩色相机能够正常工作, 数据格式正确, 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.      

嫦娥三号着陆器有效载荷

嫦娥三号着陆器配置了地形地貌相机、月基光学望远镜、极紫外相机、降落相机等四种科学探测有效载荷.介绍了有效载荷的科学探测任务、系统设计方案和系统组成,描述了各有效载荷的方案设计和主要技术指标等.      

小行星探测用双谱段相机设计

基于DSP+FPGA架构,采用全透式光学系统及非制冷红外探测器和CMOS探测器,设计并实现了一种轻小型双谱段相机。该相机同时具备红外和可见光成像能力,可作为小行星探测用光学敏感器的原型机,也可作为微小卫星的光学载荷。首先,建立了双谱段相机的技术指标体系;其次,论述了相机的组成和基本工作原理;再次,详细阐述了相机的光学系统和电子学设计;最后,介绍了原理样机的研制情况。     

星载线阵CCD相机调制传递函数的分析

对影响星载线阵ＣＣＤ相机调制传递函数的主要因素进行了分析,给出了相应的计算公式、计算结果和一些实践经验数据。最后介绍了国外星用线阵ＣＣＤ相机调制传递函数值。     

TOF相机在空间近距离目标探测中的应用研究

3D TOF相机具有同时获取目标的灰度和深度图像的功能,从而能够实时得到目标物体的三维点云,实现三维成像.主要介绍了3D TOF相机的工作机理以及应用场景等,同时模拟空间近距离目标探测的应用对目标进行成像研究,分析了不同条件下对目标物成像的影响因素以及相机的误差来源和误差的校正方法,并通过相机对深度信息的获取,对相机的距离探测精度进行了测试.     

空间望远镜及其微光相机

美国航宇局的空间望远镜(ST)计划将对八十年代的天文研究作出重大贡献。该计划是继阿波罗及航天飞机计划之后耗资最多的第三个大型空间计划。欧空局也积极参与了该项计划,除负责设计、制造太阳电池帆板及其驱动机构外,还将提供空问望远镜的主要天文观测仪器之一——微光相机(FOC,即星相机—译注)。本文除简要介绍空间望远镜的概况外,将重点介绍微光相机的基本性能特点、光电系统设计及有关结构、温控、电子设备和轨道操作等方面的情况。     

基于目标的全色TDICCD 空间相机信噪比分析

TDICCD 是近几年发展起来的一种新型光电传感器, 作为焦平面器件已广泛应用于空间相机的设计和制造. 本文分析了待观测目标太阳高度角及亮度的影响因素, 建立了光能量从待观测目标到空间相机入瞳的亮度传递数学模型, 提出了一种基于目标的全色TDICCD 空间相机信噪比快速预估计算方法. 以模拟极轨卫星所携带的TDICCD 相机为例进行了预估分析. 结果显示, 此模拟北纬20°待观测目标全年星下点太阳高度角范围为41.5°~76.7°, F 数为15 的TDICCD 相机可以获得的最大信噪比大于40dB. 本文的推导可用于TDICCD 空间相机的预研和总体设计, 同时达到验证卫星任务规划与轨道设计合理性的目的.      

嫦娥三号着陆器有效载荷探测能力地面验证试验

嫦娥三号探测器首次实现了中国月球软着陆和月面巡视探测,完成三类科学探测任务.嫦娥三号探测器分为着陆器和巡视器,在着陆器上配置了地形地貌相机、月基光学望远镜、极紫外相机和降落相机四种有效载荷.着重介绍了着陆器有效载荷研制过程中进行的探测能力地面模拟试验验证情况,包括试验项目、试验方案、试验结果和分析.     

双相机工业摄影测量系统精度影响几何因素测评

介绍了影响双相机系统精度的多种几何因素并进行实验测试,进一步对双相机工业摄影系统的精度进行优化;采用高精度单相机系统的测量值作为精度评定的参考值,改变双相机测量系统不同的几何结构,如摄影距离,摄影基线,以及基线偏离检定场中轴线位置等。并对单、双相机系统测量的数据结果进行比对测试。实验结果表明基线长度与摄影距离的改变对点位精度影响最大,前后对比最大值可达0.3mm,改变摄影光轴与基线的夹角对精度影响较小,仅0.04mm。     

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。     

星载立体测绘相机立方镜间姿态标定

介绍了测绘相机立方镜与星敏感器立方镜间坐标系转换关系的标定方法。采用4台自准直经纬仪分别对两个立方镜进行准直测量,建立立方镜坐标系,并推导了基于准直测量角度的立方镜坐标系的旋转矩阵公式;利用经纬仪间短边互瞄方法实现两个立方镜间姿态的传递。标定试验表明,该方法可以标定出两立方镜坐标轴间夹角以及测绘相机间的姿态关系,满足了相机研制要求。     

基于目标的全色TDICCD空间相机信噪比分析木

TDICCD是近几年发展起来的一种新型光电传感器,作为焦平面器件已广泛应用于空间相机的设计和制造.本文分析了待观测目标太阳高度角及亮度的影响因素,建立了光能量从待观测目标到空间相机入瞳的亮度传递数学模型,提出了一种基于目标的全色TDICCD空间相机信噪比快速预估计算方法.以模拟极轨卫星所携带的TDICCD相机为例进行了预估分析.结果显示,此模拟北纬20°待观测目标全年星下点太阳高度角范围为41.5°～76.7°,F数为15的TDICCD相机可以获得的最大信噪比大于40dB.本文的推导可用于TDICCD空间相机的预研和总体设计,同时达到验证卫星任务规划与轨道设计合理性的目的.     

基于结构光技术的船舶液舱容量计量技术研究

本文针对船舶液舱容量计量的问题,设计了一套基于结构光的三维空间计量装置,并对装置的软硬件组成、关键技术进行介绍。开发了一种基于空间解析几何的线阵相机标定方法,只需将靶标在相机视野范围内移动两次,即可完成标定工作。然后根据图像的噪声类型对其进行邻域平均滤波和拉普拉斯锐化,完成结构光图像的预处理,并利用采集到的数据计算船舶液舱容量。最后,通过实验验证了结果的可靠性。该系统具有非接触、测量速度快、精度高、抗干扰能力较强等优点,实现了船舶舱容量计量领域的应用要求。     

多镜头面阵CCD测绘相机的精度分析

对于空间测绘相机来说测绘精度占首要地位, 而影响拼接测绘相机测量精度的因素有多种. 以多镜头拼接的测绘相机为例, 根据影响外视场拼接测绘相机精度的因素特征, 分析了影响精度的因素和提高面阵测绘相机精度的方法.      

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.      

中国月球与深空探测有效载荷技术的成就与展望

有效载荷是实现科学目标最直接的工具,其技术手段和水平影响科学目标的可实现程度。简要回顾了中国月球与深空探测的科学目标与有效载荷配置。介绍了"嫦娥1号"和"嫦娥2号"月球环绕探测器中采用的CCD立体相机、干涉式成像光谱仪、激光高度计、微波探测仪、伽马射线谱仪、X射线谱仪、太阳风粒子探测仪、高能粒子探测仪等遥感探测类有效载荷的技术实现、探测结果和取得的成就。同时,也介绍了"嫦娥3号"月球着陆器和巡视器中采用的地形地貌相机、月基光学望远镜、极紫外相机、红外成像光谱仪、粒子激发X射线谱仪、测月雷达等就位和巡视探测类有效载荷的技术实现、探测结果和取得的成就。分析了有效载荷技术的发展趋势,展望了我国未来有效载荷技术的发展。     

卫星相机中侧视反射镜振动及微重力环境下的影响分析

文章介绍了“资源一号”卫星02星在地面测试时CCD相机图像扰振现象和对像质的影响, 图像扰振的原因———相机的侧视反射镜发生振动。探讨了侧视反射镜共振的机理: 由于预紧蜗簧与蜗轮弹性变形的组合弹簧而形成共振系统, 从而使外来干扰振动被放大, 并由此得到克服或控制扰振的方法。此外, 还讨论重力环境变化对反射镜振动的影响,认为不会增大振动的影响, 卫星在轨工作时相机可以保持地面同样效果。卫星发射后, 图像像质良好, 说明反射镜振动得到控制, 也说明重力环境改变对振动没有异常变化。     

航天相机图像地面分辨率的讨论

地面分辨率是航天相机的重要设计指标之一。航天相机图像的地面分辨率是人为定义的地面尺度,随相机工作方式和成像原理的不同,有不同的定义和衡量（评定）标准。胶片型相机的分辨率常用感光材料每毫米范围内最多可分辨的黑、白线对（黑线和白线宽度相等,相间分布）的数目来表示,其数值是通过相机对一块具有各种不同宽窄、疏密的黑、白线条标板摄影成像来测定的。标板上黑线和白线的亮度对比（即反差）越大,相机的分辨率越优。当胶片型相机从太空轨道高度对准地面作垂直摄影时,与相机分辨率相对应的地面景物的尺度（即与标板线条有相同…     

聚焦光场成像三维粒子场重建方法

层析重建是层析粒子图像测速(Tomo-PIV)技术实现三维粒子位置和强度信息(三维粒子场)重构的核心步骤。相比于多相机的Tomo-PIV技术,单聚焦光场相机通过一次成像能够同时采集示踪粒子的散射光的方向和位置信息。因此,提出一种单聚焦光场相机的层析重建技术用于重构流场中的三维粒子场信息。为了验证本文方法的可行性及准确性,利用几何光学建立了示踪粒子的光场成像模型,利用光线追迹技术计算了粒子在聚焦光场相机中的成像,对比了被测流场中位于不同深度位置的粒子在聚焦光场相机中的成像差异;建立了基于单聚焦光场相机的层析重建数学模型,利用乘法代数重构技术(MART)对模拟所得的光场图像进行反演计算,实现了三维粒子场的重构,并利用归一化互相关系数来表征粒子的重建质量。结果表明,单个粒子在Z轴方向上的位置精度为±0.35 mm,初步证明了基于聚焦光场成像理论的三维粒子场重建方法的可行性。