The invention discloses a distortion compensation structure of an imaging spectrometer, which is composed of a distortion telescope objective, a curvilinear slit field of view beam and a distortion spectrometer. The shape of the field of view is matched with the distortion of the telescope objective by the slit of curve. The spectrometer is also matched with the distortion of the telescope objective by introducing a free-form surface to produce the equivalent reverse smile distortion. From the angle of optical system, the invention fundamentally solves the problem of multi-line detector for bending spectroscopic imaging of linear strip target, especially for imaging spectrometer with multi-field of view splicing on the focal plane of telescope objective, which greatly reduces the workload of optical alignment, system distortion calibration and data processing of spectrometer, and also avoids the workload of data processing. Information loss caused by resampling is used in atlas fusion.
【技术实现步骤摘要】
一种成像光谱仪畸变补偿结构
本专利技术涉及遥感探测领域中的成像光谱仪的光学系统,具体是指一种系统畸变补偿结构,针对望远物镜带有畸变的成像光谱仪。
技术介绍
推帚式色散型成像光谱仪广泛应用于航空航天领域,由望远物镜和光谱仪组成。其光谱仪通常由视场光栏、分光光学和探测器等模块组成,其视场光栏通常是一条或几条直线狭缝。典型机载星载光谱成像仪器为避免畸变影响,仪器光学系统设计优先考虑从构型选择上对望远物镜和光谱仪进行独立消畸变设计。例如,德国EnMAP成像光谱仪,像方远心离轴TMA望远物镜的畸变极小,光谱仪为准同心Féry棱镜结构,双通道keystone和smile均小于1/5像元。然而,这种设计的前提是系统性能指标和其它约束相对宽松,EnMAP的视场、空间和光谱分辨率均为中等,同时卫星配置的体积重量资源相对宽裕。机载星载仪器在飞行平台重量体积资源配置稀缺的情况下,光学构型选择会受到限制,像质、畸变、光瞳匹配和结构布局需综合考虑,某些场合望远物镜会存在畸变。例如,2008年发射的印度Chandrayaan-1卫星上的由NASAJPL实验室研制的M3探测仪,优先考虑望远物镜像质和像方空间布局等因素,无法兼顾望远物镜远心和畸变,在对月表几何特征的测绘精度要求不高的情况下,仅光谱仪消畸变设计,而望远物镜存在较大畸变,17.24mm长度狭缝的视场弯曲最大为0.31°,即217μm(约8个像元)。这种畸变表现为直线狭缝单色像成像在探测器的多列上,同一列上每个像元的响应峰值光谱不同,造成目标特征成份识别误差。M3仪器的解决方法是通过实验室定标,结合外场或星上定标,确定探测器像 ...
【技术保护点】
1.一种成像光谱仪畸变补偿结构,特征在于:所述的畸变补偿结构由畸变望远物镜(1)、曲线狭缝视场光栏(2)和畸变光谱仪(3)组成,直线条带的探测目标经畸变望远物镜(1)成像,经曲线狭缝视场光栏(2)后,进入畸变光谱仪(3),分光成像在探测器(4)上;所述的曲线狭缝视场光栏(2)的形状与望远物镜畸变进行匹配设计,视场光栏采用曲线狭缝,其曲线模型为畸变望远物镜(1)的畸变模型;曲线模型拟合精度要求远优于十分之一像元;所述的畸变光谱仪(3)与畸变望远物镜(1)进行匹配设计,引入自由曲面产生等效反向smile畸变,将曲线狭缝视场光栏(2)的单色像无弯曲地落在探测器(4)的直线行上,自由曲面可选用扩展多项式面型,或者泽尼克多项式面型。
【技术特征摘要】
1.一种成像光谱仪畸变补偿结构,特征在于:所述的畸变补偿结构由畸变望远物镜(1)、曲线狭缝视场光栏(2)和畸变光谱仪(3)组成,直线条带的探测目标经畸变望远物镜(1)成像,经曲线狭缝视场光栏(2)后,进入畸变光谱仪(3),分光成像在探测器(4)上;所述的曲线狭缝视场光栏(2)的形状与望远物镜畸变进行匹配设计,视场...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁立银,郝思远,谈梦科,谢佳楠,何志平,
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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