本文關鍵詞：TDICCD空間相機擺掃成像像移匹配殘差估計

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【摘要】：大視場、高分辨率成像是目前TDICCD空間相機的兩大成像指標,精準的像移補償是確保TDICCD空間相機成像質量的關鍵。為保證高分辨下的大視場成像,本文在齊次坐標變換的基礎上,建立了TDICCD空間相機擺掃成像像移匹配模型,并結合蒙特卡羅法對影響像移速度的參量誤差進行了誤差綜合,同時用MTF對綜合后的誤差進行圖像質量評估,最后根據(jù)目前的技術水平以及實驗結果對擺鏡角速度殘差進行預測,確保了該擺掃成像模型在實際工程運用中的成像質量。本文的具體工作包括:首先,介紹了齊次坐標變換中的旋轉、平移、縮放矩陣以及擺鏡掃描成像過程中用到的反射鏡矩陣。同時對擺掃成像過程中的各個坐標系進行定義,在齊次坐標變換的基礎上結合擺掃反射鏡矩陣建立TDICCD空間相機擺掃成像像移匹配模型,給出像面上各個像點處的像移速度和偏流角公式,為后文的實驗仿真做好準備。其次,根據(jù)前文建立好的成像模型,參考國內某相機的軌道姿態(tài)等參數(shù),對比側擺與擺掃成像模型,將軌道姿態(tài)等參數(shù)帶入到兩個模型之中,驗證模型的正確性;通過對擺鏡角速度進行合理設置,能夠實現(xiàn)在沿航飛行時進行穿航方向上的掃描成像,實現(xiàn)了大視場,寬幅蓋掃描成像,驗證模型的合理性。然后,對影響像移速度矢量的軌道姿態(tài)參量進行誤差指標分配,并根據(jù)蒙特卡羅法對分配的誤差進行誤差綜合,得到像移速度殘差;在軌道姿態(tài)參量誤差不變的基礎上,結合不同擺鏡角速度誤差進行誤差合成,同時用MTF對合成的像移速度殘差進行質量評估,結果表明,在軌道姿態(tài)參量誤差不變的基礎上,擺鏡角速度殘差越小,像移速度殘差越小,成像質量越高。最后,在現(xiàn)有的技術水平上,用閾值設定分析法對擺鏡角速度殘差進行預測,解決了由于現(xiàn)有技術水平導致該模型中出現(xiàn)的問題,保證了成像的質量,確保了該模型的正確性。
【關鍵詞】：TDICCD 擺掃成像 MTF 蒙特卡洛 殘差預測
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V445.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 空間相機研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 像移補償現(xiàn)狀16-18
• 1.3 主要研究內容18-20
• 第2章 TDICCD空間相機擺掃成像模型20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 TDICCD介紹20-22
• 2.2.1 TDICCD工作原理20-21
• 2.2.2 偏流角產生原因21-22
• 2.2.3 擺掃相機成像方式22
• 2.3 TDICCD空間相機擺掃成像模型22-32
• 2.3.1 齊次坐標變換及光學反射矢量23-26
• 2.3.2 擺掃模型坐標系定義26-27
• 2.3.3 像移速度參數(shù)定義27-28
• 2.3.4 擺掃成像模型建立28-32
• 2.4 本章小結32-34
• 第3章 擺掃成像像移速度模型的正確性與合理性34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 擺掃成像與側擺側擺成像工作方式分析34-35
• 3.3 參數(shù)設定35-38
• 3.3.1 軌道姿態(tài)等參數(shù)的設定36
• 3.3.2 擺鏡角速度的設定36-38
• 3.4 仿真結果38-44
• 3.4.1 模型的正確性38-40
• 3.4.2 模型的合理性40-44
• 3.5 本章小結44-46
• 第4章 擺鏡角速度殘差對成像的影響分析46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 像移匹配殘差要求的確定46-49
• 4.3 像移速度矢匹配殘差49-54
• 4.3.1 誤差分配50-53
• 4.3.2 像移速度匹配殘差53-54
• 4.4 MTF質量評估54-56
• 4.5 本章小結56-58
• 第5章 擺鏡角速度預測58-62
• 5.1 引言58
• 5.2 擺鏡角速度的預測58-60
• 5.3 本章小結60-62
• 第6章 總結與展望62-64
• 6.1 論文研究工作總結62-63
• 6.2 研究展望63-64
• 參考文獻64-68
• 在學期間學術成果情況68-69
• 指導教師及作者簡介69-70
• 致謝70

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1 李相國,汶德勝,王華,卓越;TDICCD亞像元技術應用于小相對孔徑光學系統(tǒng)[J];光子學報;2004年10期

2 楊光宏;高偉;黎向陽;田玉利;;利用FPGA實現(xiàn)TDICCD自動曝光控制[J];科學技術與工程;2007年16期

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1 苗壯;TDICCD空間相機擺掃成像像移匹配殘差估計[D];中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所);2015年

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本文編號：1086605