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1、航空學報ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaAug.252014V01.35No.82271-2278ISSN1000.6893ON11-1929/Vhttp:#hkxb.buaa.edu.cahkxb@buaa.edu.ca空間TDICCD相機的在軌成像參數重注趙慶磊1’2,龍科慧1,韓誠山1’”,李祥之1,黃良11.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所,吉林長春1300332.中國科學院大學,北京100039摘要:空間相機的成像參數往往受到衛(wèi)星平臺資源的限制,并
2、不能全部由地面發(fā)送給相機,而是由衛(wèi)星平臺進行檔位選擇事先在相機里固化好的地面標定參數。由于空間環(huán)境的變化,空間相機在軌工作期間TDICCD均勻性會發(fā)生變化,從而影響成像質量。針對某航天離軸相機設計了一種空間TDICCD相機成像參數在軌重注的方法。首先,介紹相機的工作平臺,確定在軌成像參數重注的設計方法;然后,介紹程序接收、緩存、校驗以及存儲參數數據的處理流程;最后,結合相機控制器軟件專用檢測模塊驗證該方法設計的正確性,并給出成像參數修改前后的TDICCD圖像對比圖,結果表明成像參數修改成功。關鍵詞:在
3、軌重注;相機控制器;空間相機;TDICCD;遙感成像中圖分類號:V443.1;TP391文獻標識碼:A文章編號:1000—6893(2014)08—2271—08隨著航天技術的發(fā)展,CCD(Charge—coupledDevice)成像技術被廣泛用于空間相機,在航空航天偵查、城市規(guī)劃與建設、生態(tài)環(huán)境和農業(yè)監(jiān)管等方面發(fā)揮重要作用。TDI(TimeDelayIntegration)CCD是一種面陣結構、線性輸出的新型CCD,它實際是由多行線陣CCD組成,具有多重級數延時積分的功能(攝像時多行CCD對同一景
4、物多次曝光,使積分時間增加),因此TDICCD相機攝影時自掃描成像口。3],無需運動部件,提高了可靠性,并且可以連續(xù)攝影,在低照度情況下具有較好的成像性能。高分辨的航天相機多采用TDICCD。目前一些發(fā)達國家致力于開發(fā)TDICCD遙感器工作,并顯示出了廣闊的應用前景。其中高分辨率、寬視場相機已成為遙感衛(wèi)星應用技術的發(fā)展趨勢。高分辨率相機一般采用長焦距、反射式光學系統(tǒng),具有相對孔徑小、質量輕、成本低、降低調焦精度等特點。為滿足相機寬視場的要求,需要對CCD進行視場拼接,并需對視場拼接的每片CCD進行獨立
5、的參數設置以使圖像輸出完整[4。7]。本文討論的相機由10片6144個像元TDICCD構成,每片TDICCD采用8通道輸出,每片上帶有1個全色和4個多光譜譜段凹11
6、。而由于受衛(wèi)星平臺上存儲資源少、分系統(tǒng)眾多、遙控遙測數據吞吐量大以及時間響應短等因素的制約,10片CCD的參數并不能全部由地面上傳至衛(wèi)星平臺再發(fā)送給空間相機,而是將數量較多的成像參數固化在相機控制器里,由地面注入參數選擇編號,相機控制器根據接收到的收稿日期:2013—11—04;退修日期:2013.11-26;錄用日期:2014—01—0
7、6;網絡出版時間:2014—03—0511:41網絡出版地址:WWW.cnki.net/kcms/detail/107527/$1000-6893.2013.0515.htmI基金項目:國家自然科學基金(60506014)*通訊作者.Tel:0431—86176680E-mail:hancs@ciomp.ac.on引用格武:ZhaoQL.LongKH.HancS.eta1.SpaceTDICCDcameraimagingparameters.n_orbitre—injection£JIActaAero
8、nauticaetAstronauticaSinica.2014,35(8):2271.2278÷趙庚磊.龍科慧,韓誠山,等,空閶TDICCD相機的在軌戒像參數重注£Jj.航空學報.2814.35(8):2271—2278航空學報Aug.252014Vol35No.8編號發(fā)送給每片CCD具體參數值實現。然而CCD參數值往往是基于實驗定標的方式在地面給出,受空間環(huán)境復雜情況的影響,未必滿足圖像質量要求。本文從工程實際出發(fā),在分析某衛(wèi)星平臺上的相機子系統(tǒng)特點的基礎上,考慮相機對圖像質量的要求,提出一種基于
9、SM]320C30控制器的在軌成像參數重注方法口2。15I,可修正地面標定的各CCD抽頭間均勻性校正參數(增益和偏置),給出重注成像參數接收、緩存、校驗以及存儲的流程,并對在軌成像參數的重注正確性進行驗證。1相機控制器的重注系統(tǒng)組成1.1硬件平臺相機控制器主要完成對航天相機的監(jiān)測與控制任務,主要功能包括1553B通訊(接收各種消息和發(fā)送相機工程參數)、像移速度(像移補償參數)的實時計算、數據注入消息(注入指令和注人參數)的管理和注入指令、調焦單元的控制,