一种震动退质的空间遥感图像地面仿真方法技术

本发明专利技术涉及遥感图像处理与航空航天技术领域，具体涉及一种震动退质的空间遥感图像地面仿真方法，对静止轨道面阵凝视相机对地观测中，在不同曝光时间下，对卫星震动对成像质量影响的进行仿真，分方向建立卫星震动仿真模型；所述卫星震动仿真模型建立的方式为：在地面搭建了一用于仿真因平台震动而导致空间遥感图像退质的仿真光学平台；通过仿真转动平台横向或纵向的运动，从而达到了利用转动平台的转动，来模拟实际在轨平台的震动；本申请能够模拟在轨平台震动导致空间遥感图像退质，是进行指导复原算法的有效的一种实施方法。行指导复原算法的有效的一种实施方法。行指导复原算法的有效的一种实施方法。

【技术实现步骤摘要】
一种震动退质的空间遥感图像地面仿真方法


[0001]本专利技术涉及遥感图像处理与航空航天
，具体涉及一种震动退质的空间遥感图像地面仿真方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术不断进步，各国投入了大量的人力、财力和物力进行空间光学遥感设备及平台的研制，空间遥感技术得到了长足的发展。由于空间遥感成像系统获取的信息量巨大，在商用、军用、民用中都得到了广泛的应用；
[0003]目前，对于信息资讯需求的不断增加，对光学遥感器的观测能力和功能等方面的要求不断提高，空间遥感成像系统朝着更高清晰度，更高分辨率、更大幅宽的、更低成本的方向发展，此时成像系统的稳定性就显得尤为重要；
[0004]然而，空间遥感成像系统受成像链路中多种因素的影响，导致成像质量下降，其中，最主要的影响因素包括卫星平台、光学系统、成像环境、电子学系统等；
[0005]随着光学系统设计、卫星姿态控制技术等的进步，空间遥感相机对地观测能力不断提高，震动导致的像质退化已经成为影响高分辨率遥感成像质量的重要因素；
[0006]卫星在轨成像期间，力矩陀螺、反作用飞轮、动量轮、太阳能帆板等星上部件的运作引起相机镜头的震动响应，将会导致相机在曝光时间内，成像目标与光学器件焦平面发生相对运动，像面产生运动模糊，成像质量下降；
[0007]特别是静止轨道面阵凝视成像的曝光时间相对较长，更容易受到平台震动的影响，所以研究震动补偿方法，存在很大的必要性；
[0008]对于面阵凝视型成像不仅仅需要更高精度的震动测量手段，同时也需要针对不同情况建立更精细的仿真模型；
[0009]对于退化图像，在光学载荷平台震动抑制比较困难的时候，利用准确震动退质的仿真方法得到模拟退化的图像，最后可通过图像复原的方式来获取高质量的遥感图像。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决现有技术中的缺少为模拟在轨平台震动导致空间遥感图像退质，进行指导复原算法的有效方法的技术问题，提供一种震动退质的空间遥感图像地面仿真方法。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
[0012]一种震动退质的空间遥感图像地面仿真方法，包括：
[0013]对静止轨道面阵凝视相机对地观测中，在不同曝光时间下，针对卫星震动对成像质量影响的进行仿真，分方向建立卫星震动仿真模型；
[0014]所述卫星震动仿真模型建立的方式为：在地面搭建了一套用于仿真因平台震动而导致空间遥感图像退质的仿真光学平台；
[0015]所述仿真光学平台由积分球1、刃边图像靶标2、平行光管3、空间相机原理样机4、
高精度转台5和快视设备6组成；
[0016]当所述仿真光学平台震动时，设定导致像元移动的个数为n，则对应方向上的MTF值下降为原MTF值的倍数为δ
MTF
；
[0017]其中，
[0018]利用所述仿真光学平台进行测试，所述测试过程为：
[0019]步骤S1，通过仿真移动像元个数，来模拟空间平台因震动而导致的降质；
[0020]步骤S2，根据光学成像原理，所述测试中获得成像系统焦距f、成像距离h和探测器像元尺寸a，可得测试相机的空间分辨率r为：
[0021]r＝ah/f；
[0022]步骤S3，假设仿真转动平台角速度为ω，要移动像元的个数为n，则需要调节曝光时间t为：
[0023][0024]其中，还可以假设曝光时间为t，要移动像元的个数为n，则需要调节仿真转动平台角速度ω为：
[0025][0026]步骤S3，通过调节曝光时间和转动平台的速度，能够仿真不同程度的MTF值损失；
[0027]其中，通过仿真转动平台横向或纵向的运动，从而达到了利用转动平台的转动，来模拟实际在轨平台的震动；
[0028]其中，通过快视设备6进行图像的连续采集并存储，通过刃边法测试振动前后对应横向或纵向MTF值的水平；
[0029]步骤S4，对震动模糊成像，像元移动n为多组预设数的模糊的图像。
[0030]更为具体地，对震动模糊成像，所述像元移动n的取值为两组，分别为像元移动n＝1.25和n＝1.62的模糊的图像。
[0031]另外，所述积分球1，用来提供均匀光源。
[0032]所述平行光管3，用来将所述刃边图像靶标2输出的光束转换为平行光束，并入射到所述空间相机原理样机4的焦平面探测器上；
[0033]所述空间相机原理样机4用来成像；
[0034]所述高精度转台5用于模拟图像的震动退质。
[0035]本专利技术具有以下的有益效果：
[0036]通过仿真转动平台横向或纵向的运动，从而达到了利用转动平台的转动，来模拟实际在轨平台的震动；
[0037]通过快视设备进行图像的连续采集并存储，通过刃边法测试振动前后对应横向或纵向MTF的水平；从视觉上看，稳定平台的图像，图像条纹更容易分辨，图像更清晰。
[0038]对震动模糊成像，像元移动n＝1.25和n＝1.62的模糊的图像，图像变得模糊，左侧条纹分辨不清；
[0039]本申请能够模拟在轨平台震动导致空间遥感图像退质，是进行指导复原算法的有
效的一种实施方法。
附图说明
[0040]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0041]图1为本专利技术的震动退质空间遥感图像地面仿真光学平台的系统组成示意图；
[0042]图2为本专利技术的光学成像原理示意图；
[0043]图3a为MTF＝0.10稳定平台清晰图像；
[0044]图3b为MTF＝0.047仿真震动模糊图像；
[0045]图3c为MTF＝0.022仿真震动模糊图像；
[0046]图中的附图标记表示为：
[0047]积分球1、刃边图像靶标2、平行光管3、空间相机原理样机4、高精度转台5、快视设备6。
具体实施方式
[0048]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围；需要说明的是，本申请中为了便于描述，以当前视图中“左侧”为“第一端”，“右侧”为“第二端”，“上侧”为“第一端”，“下侧”为“第二端”，如此描述的目的在于清楚的表达该技术方案，不应当理解为对本申请技术方案的不当限定。
[0049]关于MTF的解释说明：调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)是表征一个光学系统的重要指标，用来描述的是光学系统传递对比度的能力，MTF越大，表示系统的成像质量越好。
[0050]本专利技术给出针对静止轨道面阵凝视相机对地观测中，不同曝光时间下，卫星震动对成像质量影响的进行仿真，分方向建立卫星震动仿真模型，指导复原算法，震动退质的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种震动退质的空间遥感图像地面仿真方法，其特征在于，包括：对静止轨道面阵凝视相机对地观测中，在不同曝光时间下，针对卫星震动对成像质量影响的进行仿真，分方向建立卫星震动仿真模型；所述卫星震动仿真模型建立的方式为：在地面搭建了一套用于仿真因平台震动而导致空间遥感图像退质的仿真光学平台；所述仿真光学平台由积分球(1)、刃边图像靶标(2)、平行光管(3)、空间相机原理样机(4)、高精度转台(5)和快视设备(6)组成；当所述仿真光学平台震动时，设定导致像元移动的个数为n，则对应方向上的MTF值下降为原MTF值的倍数为δ
MTF
；其中，利用所述仿真光学平台进行测试，所述测试过程为：步骤S1，通过仿真移动像元个数，来模拟空间平台因震动而导致的降质；步骤S2，根据光学成像原理，所述测试中获得成像系统焦距f、成像距离h和探测器像元尺寸a，可得测试相机的空间分辨率r为：r＝ah/f；步骤S3，假设仿真转动平台角速度为ω，要移动像元的个数为n，则需要调节曝光时间t为：其中，还可以假设...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕国玲，司国良，石俊霞，宁永慧，鲍赫，韩诚山，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：