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1、航天返回與遙感第34卷第3期16SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2013年6月光學(xué)遙感器成像品質(zhì)的主被動(dòng)提升技術(shù)樊學(xué)武趙惠易紅偉（中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所，西安710119）摘要空間相機(jī)是基于衛(wèi)星平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙感成像的重要光學(xué)遙感器，其成像品質(zhì)會(huì)受到眾多因素的影響。首先，由于平臺(tái)本身在姿態(tài)穩(wěn)定度和指向控制精度方面存在不足，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)、制冷劑及推進(jìn)劑的噴濺、天體引力、振動(dòng)噪聲等均會(huì)帶來高、低頻振動(dòng)，從而使空間相機(jī)在推掃成像中出現(xiàn)非正常的像移、光軸抖動(dòng)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)模糊和離焦模糊。其次，分辨率要求的提高會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)口徑的增大或者采用拼接方式獲得等效的大口徑，然
2、而無論是單一大口徑系統(tǒng)或者拼接鏡系統(tǒng)，其光機(jī)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)對(duì)平臺(tái)工況比較敏感。光機(jī)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化可以間接的由系統(tǒng)出瞳波像差反應(yīng)出來，并使波像差偏離理想值，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)衍射受限成像，引起成像品質(zhì)的降低。因此，該文針對(duì)上述兩個(gè)方面的內(nèi)容，圍繞提高空間光學(xué)相機(jī)在軌成像品質(zhì)所應(yīng)該采取的技術(shù)途徑進(jìn)行了探討，并給出了建議，對(duì)于高分辨率光學(xué)遙感器的設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞成像品質(zhì)非正常像移光軸抖動(dòng)離焦波前畸變空間相機(jī)中圖分類號(hào):TP72文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1009-8518(2013)03-0016-10DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2013.03.003Active/p
3、assiveTechniquesforImprovementofImagingQualityofSpaceBorneCameraFANXuewuZHAOHuiYIHongwei（Xi’anInstituteofOpticsandPrecisionMechanics,ChineseAcademyofSciences，Xi’an710119,China）AbstractSpacecameraisanimportantinstrumentusedtorealizeremotesensing.However,theimagingqualityisinfluencedbymanyfactors.Fi
4、rstly,thesatelliteplatformisacomplicatedenvironmentanditcauseslotsofdisturbances.Inthiscase,itisveryhardtoavoidunexpectedimagemotioncausedbyoscillationofop-ticalaxisduringthenormalexposuretimeandthereforetheimagingqualityisdegraded.Secondly,higherresolutionrequiresbiggersystemaperture.Thismakesthe
5、systemsosensitivethataslightdeviationofwave-frontfromtheidealvalueleadstoseveredegradationofimagingquality.Withconsideringthoseproblems,inthispaper,twokindsoftechniqueareproposedtoreduceoreliminatethefactorsthatprobablycauseimagedegradation.Oneisbasedoninitialdesignthatmakesthesystemrobustandtheot
6、herisbasedonpassivetestandcompensation.Theanalysisindicatesthatthetechniquesareeffectiveandcanbeasareferenceforotherspacecameras.Keywordsimagingquality;unexpectedimagemotion;oscillationofopticalaxis;defocus;wavefrontdeformation;spacecamera收稿日期：2012-12-05基金項(xiàng)目：中國(guó)科學(xué)院西部之光項(xiàng)目（J-11）；國(guó)家973計(jì)劃子課題（2009CB7240
7、06）；國(guó)家自然基金（61107008）第3期樊學(xué)武等:光學(xué)遙感器成像品質(zhì)的主被動(dòng)提升技術(shù)171引言高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)是目前實(shí)現(xiàn)大范圍、高精度和多層次地表空間信息獲取的主要途徑，也是一個(gè)國(guó)家掌握資源分布情況、實(shí)施環(huán)境監(jiān)測(cè)與軍事偵察等一系列重大活動(dòng)的現(xiàn)代戰(zhàn)略高技術(shù)手段，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防安全具有重要作用，已成為世界各國(guó)大力發(fā)展和激烈競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)領(lǐng)域?？臻g光學(xué)遙感器是實(shí)現(xiàn)高分辨率對(duì)地觀測(cè)的重要工具。半個(gè)多世紀(jì)以來，世界各國(guó)
