發(fā)布時(shí)間：2017-12-16 07:32

  本文關(guān)鍵詞：跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡共光路成像探測(cè)性能研究

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【摘要】：跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡共光路成像探測(cè)性能與傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡成像探測(cè)性能存在較大差異。跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡共光路成像探測(cè)時(shí),除受大氣湍流效應(yīng)、裝配誤差等傳統(tǒng)因素影響外,同時(shí)還受到傳輸通道熱效應(yīng)的影響,且當(dāng)其口徑焦距增大到一定程度時(shí),對(duì)某些目標(biāo)成擴(kuò)展目標(biāo)像,不再是一個(gè)點(diǎn)狀像,這些都將對(duì)其共光路成像探測(cè)性能評(píng)價(jià)帶來新的問題�；谏鲜鰡栴}考慮,為深入了解跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡成像探測(cè)性能,針對(duì)其共光路成像探測(cè)性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析與研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果包括:基于跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡共光路成像物理機(jī)理分析,采用模塊化思想,設(shè)計(jì)并建立其共光路成像數(shù)值模擬框架,將其成像數(shù)值模擬分為傳輸通道、Zernike擬合及非相干成像三個(gè)模塊,并針對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行理論建模,最終建立綜合目標(biāo)-傳輸通道-成像系統(tǒng)的共光路成像數(shù)值模擬模型,實(shí)現(xiàn)有無自適應(yīng)光學(xué)校正兩種條件下的共光路成像數(shù)值模擬。探索提出采用斯特列爾比(Strehl)作為跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡共光路點(diǎn)目標(biāo)成像性能評(píng)價(jià)基準(zhǔn),分析給出工程常用三種Strehl近似方法理論基礎(chǔ),建立其實(shí)際像差條件下Strehl分析模型及自適應(yīng)光學(xué)校正條件下Strehl分析模型,進(jìn)而給出一種有無自適應(yīng)光學(xué)校正條件下共光路點(diǎn)目標(biāo)成像性能評(píng)價(jià)方法,并結(jié)合數(shù)值模擬圖像進(jìn)行模型驗(yàn)證,模擬Strehl與成像Strehl基本吻合。探索提出采用清晰度作為跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡共光路擴(kuò)展目標(biāo)成像性能評(píng)價(jià)基準(zhǔn),設(shè)計(jì)提出一種基于對(duì)比度與結(jié)構(gòu)相似度的共光路擴(kuò)展目標(biāo)成像性能評(píng)價(jià)方法,結(jié)合實(shí)測(cè)圖像與模擬圖像對(duì)所提評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了有效性驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明,該方法解決了現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法單一針對(duì)噪聲或模糊全景成像評(píng)價(jià)的不足,滿足共光路擴(kuò)展目標(biāo)成像評(píng)價(jià)需求,可對(duì)實(shí)測(cè)擴(kuò)展目標(biāo)圖像及序列離焦、噪聲、離焦噪聲等模擬擴(kuò)展目標(biāo)圖像給出有效的、歸一化的、定量的評(píng)價(jià)值,評(píng)價(jià)結(jié)果較接近于人眼的視覺特性。基于望遠(yuǎn)鏡探測(cè)原理,建立傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡白天探測(cè)能力評(píng)價(jià)模型與晚間探測(cè)能力評(píng)價(jià)模型;針對(duì)白天強(qiáng)背景弱目標(biāo)探測(cè)特征,探索提出三種白天探測(cè)能力提高方法,給出相應(yīng)條件下探測(cè)能力評(píng)價(jià)方法;進(jìn)而基于跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡共光路成像探測(cè)特性,利用已建立的其共光路成像Strehl模型,設(shè)計(jì)提出一種共光路成像探測(cè)性能評(píng)價(jià)方法,并利用兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡開展了目標(biāo)探測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)測(cè)量,進(jìn)而結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)共光路成像探測(cè)性能評(píng)價(jià)方法進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明,所提方法可對(duì)跟蹤發(fā)射望遠(yuǎn)鏡共光路成像探測(cè)性能進(jìn)行較為有效的評(píng)價(jià),可定量分析自適應(yīng)光學(xué)、大氣相干長(zhǎng)度、傳輸通道效應(yīng)等因素對(duì)其探測(cè)能力的影響。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH743

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本文編號(hào)：1295215