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《长春理工大学》 2009年
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三线阵CCD立体测绘相机总体技术研究

张影  
【摘要】: 论文着重研究了三线阵CCD立体测绘相机总体技术,从工程实施出发,系统的阐述和分析了相机的主要技术指标、光学系统指标的确定和光学镜头的选型、光机结构设计依据和特点、电子学系统的组成、相机结构的动力学特性、相机的热控等单元技术。 首先,本论文较详细的论述三线阵CCD立体测绘相机的发展状况及特点。三线阵CCD立体测绘相机具有体积小、重量轻和功耗省等优点,已逐步成为地外星球摄影测量的主要传感器。采用传输型三线阵CCD立体测绘相机建立起可持续发展的传输型摄影测量系统是今后开展航天测绘的发展方向。 然后,论文对三线阵CCD相机的主要成像原理和地面影象处理进行了比较详细的阐述。三线阵CCD相机系动态摄影,获取的影像因飞行器轨道参数;姿态变化等因素产生各种畸变,特别是由于其内部成像的几何关系与常规航天摄影相机的不同,导致构像原理等方面有较大差异,摄影测量的理论及图像处理技术与传统的画幅式像片差别很大。三线阵CCD相机的地面影像处理成为其关键技术之一 测绘相机除了要获得清晰的图象之外,还应具有高几何精度。因此本论文的很大篇幅用来环绕如何获得高几何精度测绘图象,分析和研究其诸相关技术。由于三线阵CCD立体测绘相机是利用三条线阵CCD推扫进行成像的,应具备相当严格的几何性能,以保持物像的共扼关系,即像面与物面应严格保持中心投影关系。但是,由于相机存在各种误差,都会对像点产生不应有的移位,以至破坏物像之间的中心投影关系。因此本论文还重点地对各种误差进行详细的分析、分配和合成。在对三线阵CCD立体测绘相机的误差用全微分进行估算的基础上采用一种新的计算方法—蒙特卡洛法(统计试验法)来进行误差的合成。由于计算机技术的飞速发展,用蒙特卡罗法进行误差合成成为可能,并且具有很多优点,特别是能够更好地反映不同概率密度分布的诸误差合成。首先我们应用MATLAB程序对摄影方程进行推导计算,然后,针对每种误差的特点确定误差的概率密度分布,最后应用蒙特卡罗法对总误差进行统计计算。同时论文采用测角法对三线阵CCD立体测绘相机内方位元素的标定进行了研究。在实验室应用高精度二轴转台、长焦距平行光管对三线阵CCD相机进行了标定。从影像处理结果来看其标定数据正确,可满足相机的使用要求。 为了验证三线阵CCD立体测绘相机的性能和其技术特征,我们对三线阵CCD立体测绘相机进行了外场试验;在对三线阵CCD相机进行严格的内方位元素和光学机械特性的实验室检验的基础上,进行了野外地面成像试验,获得了良好的三线阵CCD影像;同时,对光学镜头进行了真空成像试验,通过上述试验验证了三线阵CCD相机的成像测绘原理;证明了相机的设计及标定的正确性。以及验证了光学系统加校正镜进行地面装调的可行性。
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P231

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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3 吕世良;星载三线阵CCD立体测绘相机调焦技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 赵坤;基于多核SMP集群环境的光线追踪模拟卫星成像并行研究与实现[D];北京理工大学;2011年
2 吴吕宪;基于线阵CCD及STM32的滚针直径精确测量的研究[D];南京理工大学;2012年
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4 朱震星;CCD交汇大靶面系统标定关键技术研究[D];西安工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
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10 张林;;TDI-CCD光靶相机动态成像同步误差分析[J];半导体光电;2009年02期
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9 袁庆忠;周兴义;;棱镜组合安装测量装置测试原理[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
10 冯毅;张铁强;林晓珑;;利用成像法测微小直径的研究[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
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1 明洋;特殊航空影像自动匹配的关键技术研究[D];武汉大学;2009年
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3 田辉;基于嫦娥一号卫星CCD立体影像处理模型与方法的研究[D];中国地质大学(北京);2011年
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5 韩志刚;地理超媒体数据模型及Web服务研究[D];河南大学;2011年
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7 刘帅;面向陆地边界场景的三维建模方法研究[D];中南大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王宏涛;精密单点定位技术在GPS辅助空中三角测量中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
2 于虎;基于LMS的数字煤场系统的研究[D];山东科技大学;2010年
3 王庆男;高精度插齿刀磨齿机减振与插齿实验研究[D];大连理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗红娥;陈平;顾金良;夏言;栗保明;;线阵CCD测量系统的镜头畸变校正新方法[J];半导体光电;2009年03期
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6 李庆利,张少军,李忠富,白荫玖,金剑,苟中魁;一种基于多项式插值改进的亚像素细分算法[J];北京科技大学学报;2003年03期
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10 田湘;范胜林;刘建业;;基于GPS的短基线姿态系统研究[J];传感器与微系统;2007年10期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 明洋;特殊航空影像自动匹配的关键技术研究[D];武汉大学;2009年
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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3 巩丹超;高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
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【相似文献】
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6 陈远明;叶家玮;吴家鸣;;水下拖曳体运动轨迹摄影测量的数据处理[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年
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8 吴延禧;;扫描摄影测量在体育科研中的应用[A];参加第四届全国运动生物力学学术会议论文集[C];1983年
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3 特约通讯员 李杨 特约记者 李玉明;荣获“巾帼发明家创新奖”[N];解放军报;2009年
4 记者 秦幸福 通讯员 潘宝玉 房莹;低空无人飞艇快速航测大地[N];地质勘查导报;2009年
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6 王媛;新疆二院开展测绘行业职业技能培训[N];中国测绘报;2007年
7 张继贤;摄影测量和遥感技术在西部测图中的应用[N];中国测绘报;2008年
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6 杨其雨;基于非标航片的三维数字地图生成技术研究[D];上海大学;2008年
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8 罗伊萍;LIDAR数据滤波和影像辅助提取建筑物[D];解放军信息工程大学;2010年
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5 程三伟;摄影测量技术在交通事故现场快速勘查中的应用[D];吉林大学;2004年
6 李亚桥;交通事故现场摄影测量中特征点提取与匹配技术[D];吉林大学;2006年
7 周立;相机自标定技术在交通事故现场摄影测量中应用的研究[D];吉林大学;2005年
8 胡小平;近景数字摄影测量方法在工业上的应用研究[D];重庆大学;2005年
9 谢耀华;数字摄影测量与三维重建系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
10 刘智华;基于摄影测量点集的参数化三维重建[D];武汉大学;2005年
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