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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2012年
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高分辨率空间相机敏捷成像的像移补偿方法研究

李伟雄  
【摘要】:随着空间相机分辨率的不断提高,各空间技术强国除了追求相机的高地面分辨率外,对相机的图像采集效率也有了较为严格的要求,并且提出更多的图像应用方向,敏捷成像应运而生并成为了重要的研究方向之一。本文分析了不同敏捷成像模式对高分辨率空间相机像移补偿的要求,在此基础上研究适应飞行器大侧摆和大俯仰姿态下的敏捷成像的像移补偿方法。 首先,参照国外敏捷成像卫星,规划出单条带成像、多轨连续条带成像、同轨连续条带成像、多轨立体成像、同轨立体成像以及同轨多目标成像六种在飞行器姿态三轴姿态稳定时敏捷成像模式,研究每种成像模式的特点和作用。按照每种敏捷成像模式对飞行器姿态要求,将六种模式分为侧摆成像、俯仰成像以及侧摆俯仰成像三类。 其次,建立瞬态几何成像模型,用简单直观的方法定性分析侧摆成像和俯仰成像两类敏捷成像模式对像移补偿的要求。根据齐次坐标变换矩阵及景点到像面的变换过程,建立了像移速度矢计算模型,并推导了像移速度的精确计算公式。通过精密的像移矢计算模型以及传递函数的评价方法定量分析三类敏捷成像模式对像移补偿的要求。 再次,对传统补偿方法下的像移速度相对误差和偏流角误差的误差源进行归纳。通过对传统补偿方法在敏捷成像时的像移速度和偏流角匹配残差、像移速度和偏流角估值误差以及偏流角累积误差的分析,确定传统补偿方法对敏捷成像模式的适应能力,进而提出了适应大侧摆和大俯仰的敏捷成像模式需要解决的三个问题,侧摆成像问题、持续成像问题以及俯仰成像问题。 然后,研究敏捷成像的三个问题的解决方法:分析异速匹配和实时偏流调整方法的原理,并通过地面实验和在轨测试的完成两个方法验证。建立了实时偏流调整中的机构调整附加误差计算的数学模型,对实时偏流调整原理以及偏流角误差进行了定量分析,从理论证明了实时偏流调整的可行性。根据横向像移图像的生成原理,建立了横向像移图像的数学模型。提出了组建完成方程组的横向像移图像复原的方法,完成了地面仿真验证和算法精度分析。 最后,根据异速匹配、实时偏流调整以及构建完整方程组方法的实施条件,设计了适用于敏捷成像的高分辨率空间相机的敏捷像面,并且提出了基于敏捷像面的适应于飞行器大侧摆和大俯仰姿态的高分辨率空间相机的敏捷成像方案,为高分辨率空间相机敏捷成像的像移补偿技术的发展,提供了理论依据。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:V445.8

【引证文献】
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1 刘海秋;闫得杰;王栋;徐抒岩;;飞船振动引起的空间相机像移模型分析[J];光学学报;2014年06期
【参考文献】
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1 赵文伯,刘俊刚;CMOS图像传感器发展现状[J];半导体光电;1999年01期
2 樊超;李英才;易红伟;;速高比对TDICCD相机的影响分析[J];兵工学报;2007年07期
3 汪凌;卜毅博;;高分辨率遥感卫星及其应用现状与发展[J];测绘技术装备;2006年04期
4 樊超;梁义涛;李伟;王锋;;偏流角对空间相机影响研究[J];电光与控制;2008年11期
5 杨秀彬;贺小军;张刘;徐开;金光;;偏流角误差对TDI CCD相机成像的影响与仿真[J];光电工程;2008年11期
6 颜昌翔,王家骐;航相机像移补偿计算的坐标变换方法[J];光学精密工程;2000年03期
7 李友一;空间相机中的偏流角控制[J];光学精密工程;2002年04期
8 王家骐,金光,颜昌翔;机载光电跟踪测量设备的目标定位误差分析[J];光学精密工程;2005年02期
9 翟林培;刘明;修吉宏;;考虑飞机姿态角时倾斜航空相机像移速度计算[J];光学精密工程;2006年03期
10 许永森;丁亚林;田海英;董斌;;斜视状态下航空遥感器像移的计算与补偿[J];光学精密工程;2007年11期
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1 李兴华;高分辨力空间摄影相机像移补偿控制技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
【共引文献】
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1 颜焱;王鑫;;残差在数学建模中的应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年02期
2 曾云,王玉永,金湘亮,宴敏;ΣΔA/D转换及其在CMOS图像传感器中的应用[J];半导体光电;2003年04期
3 李杰,刘金国,刘亚侠,郝志航;CMOS APS器件及其在星敏感器中的应用[J];半导体光电;2004年05期
4 王可东,孙道虎,晏磊,赵红颖;低成本CMOS阵列式高速成像系统[J];半导体光电;2005年02期
5 刘秉琦;孙东平;华文深;骆新新;;基于双向剪切干涉的CCD像素间距标定[J];半导体光电;2008年05期
6 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
7 任航;袁红艳;;面阵CCD航测相机像移补偿技术研究[J];半导体光电;2011年03期
8 纪大伟;徐抒岩;胡君;曹小涛;穆欣;;光学遥感器偏流调焦控制单元集成仿真测试系统[J];半导体光电;2012年01期
9 林凡,吴孙桃,郭东辉;CMOS图象传感器技术及其研究进展[J];半导体技术;2001年12期
10 尚玉全,曾云,滕涛,高云;CMOS图像传感器及其研究[J];半导体技术;2004年08期
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1 刘家兴;;卫星信号功率与接收机测距精度关系研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 赵立荣;柳玉晗;曹永刚;宋立维;;多传感器光电经纬仪提高测量精度的方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
3 刘长岭;张泽宇;杨宁;;光电编码器校正控制研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
4 张军强;董得义;吴清文;颜昌翔;张新洁;;光学遥感器镜面面形误差及刚体位移处理方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 鲍海明;;视频信号预处理电路设计缺陷分析[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
6 鲍峰;李金;周建勇;王颖;;基于国产TDICCD的成像系统设计与实现[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 何凯;晏磊;赵红颖;;基于人眼视觉分辨力的数字影像质量评价方法研究[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年
8 李红兵;喻威;李纪东;杨有才;徐岩;宁林春;;Global Mapper参与测绘数据的管理和分析[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
9 李军;滕惠忠;李海滨;叶秋果;辛宪会;;海岸带卫星影像的特点及处理方法[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
10 陈琦;何煦;沈湘衡;韩冰;;大型地面测量设备动态检测技术研究[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
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1 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
3 吴建荣;空间量子密钥分配中的偏振劣化及系统改进设计[D];中国科学技术大学;2011年
4 李智;风电规律预测及对电网运行影响的研究[D];山东大学;2011年
5 黄登山;像素级遥感影像融合方法研究[D];中南大学;2011年
6 袁枫;机载LIDAR数据处理与土地利用分类研究[D];中国矿业大学;2010年
7 谷晓忱;并行蒙特卡罗计算硬件加速器的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 岳庆兴;卫星三线阵TDI CCD相机成像仿真研究[D];武汉大学;2011年
9 刘晓路;对地观测卫星系统顶层设计参数优化方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 蔡盛;舰载导弹共架垂直发射方位瞄准系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
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1 李玉瑶;航空相机物镜的设计研究[D];长春理工大学;2010年
2 李坤波;多光谱和全色遥感图像融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;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
4 高威;基于遗传算法的核材料γ能谱分析技术研究[D];辽宁师范大学;2010年
5 董胜光;GeoEye-1影像的空间信息提取及其三维地图制作技术研究[D];长沙理工大学;2010年
6 陆蔺;超声波三维定位与跟踪系统的设计与实现[D];苏州大学;2010年
7 王寿钦;基于蒙特卡洛建模仿真的广州地铁三号线列车发车时间间隔研究[D];华南理工大学;2011年
8 宋淳江;基于设计结构矩阵的复杂产品系统伙伴选择研究[D];浙江大学;2011年
9 郭晓刚;数字遥感影像构像质量评价方法的研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 金美娜;基于MCMC方法的宽带信号源数和DOA联合估计方法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
【同被引文献】
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1 樊超;李英才;易红伟;;偏流角对TDICCD相机像质的影响分析[J];光电工程;2007年09期
2 李伟雄;闫得杰;徐抒岩;胡君;;空间相机地心距误差修正[J];光学精密工程;2012年05期
3 王家骐,于平,颜昌翔,任建岳,何斌;航天光学遥感器像移速度矢计算数学模型[J];光学学报;2004年12期
4 武星星;刘金国;周怀得;;应用地球椭球的大视场空间相机像移补偿[J];光学学报;2013年05期
5 刘海秋;徐抒岩;王栋;闫得杰;李伟雄;;基于空间相机时间延迟积分传感器拼接区图像的像移测量[J];光学学报;2014年02期
6 吴萌源;李英才;胡永明;易红伟;韩娟;;调制传递函数在光学相机支撑设计中的应用[J];中国激光;2012年08期
【二级参考文献】
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1 彭秀东,王志杰,金志立,曹泛;预测控制在时变负载泵控马达电液伺服系统中的应用[J];北京理工大学学报;1993年03期
2 许兆林,付战平;TDICCD图象传感器在侦察相机中的应用[J];传感器技术;2001年11期
3 燕琴;SPOT星族成员介绍[J];测绘通报;2000年11期
4 刘明,匡海鹏,吴宏圣,刘钢,修吉宏,翟林培;像移补偿技术综述[J];电光与控制;2004年04期
5 樊超;易红伟;;TDICCD相机动态成像过程的像质分析[J];电光与控制;2007年02期
6 钱义先;程晓薇;高晓东;梁伟;李晓燕;;振动对航空CCD相机成像质量影响分析[J];电光与控制;2008年11期
7 刘宇光,金明,冯钟葵,李晓辉;SPOT数据反演地物辐射亮度和反射率的基础研究[J];地球信息科学;2005年02期
8 阎平凡;人工神经网络的容量、学习与计算复杂性[J];电子学报;1995年05期
9 佟首峰,李德志,郝志航;高分辨力TDI-CCD遥感相机的特性分析[J];光电工程;2001年04期
10 毕永利,刘洵,葛文奇,李洁;机载多框架陀螺稳定平台速度稳定环设计[J];光电工程;2004年02期
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1 李兴华;高分辨力空间摄影相机像移补偿控制技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 王连明;机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
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3 李朝辉,匡海鹏,武克用;空间相机自准法检焦原理及数据处理方法研究[J];长春光学精密机械学院学报;1999年04期
4 王贵林,李圣怡,戴一帆;空间相机SiC反射镜的制作[J];机械工程材料;2002年08期
5 张新建;余建军;郭旭红;沈亮;;轻型空间CCD相机镜筒的动力学分析[J];中国制造业信息化;2008年05期
6 徐之海;陈跃庭;王琦;刘兆军;李奇;;面阵空间相机稳像补偿研究[J];红外与激光工程;2007年05期
7 钟兴;金光;张雷;;基于目标的全色TDICCD空间相机信噪比分析[J];空间科学学报;2009年01期
8 安源;齐迎春;;空间相机直线调焦机构的设计[J];光学精密工程;2009年03期
9 赵晓熠;谢蓄芬;张伟;;基于FY-2C的大口径空间相机辐射定标研究[J];应用光学;2010年05期
10 武星星;刘金国;周怀得;徐东;孔德柱;;DSP空间相机控制器的在轨程序重注[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年04期
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2 王兵;李春林;阳明;;空间相机热管理技术[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
3 胡斌;黄颖;苏云;;透射式空间相机消热差无热化设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 张培坤;高伟;宋宗玺;;一种空间相机的数据通信系统设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 武星星;刘金国;;空间相机最佳焦面位置ANFIS预测[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
6 王晓东;吕宝林;李丙玉;曲洪丰;;空间相机高速科学数据数传接口信号特性研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
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9 李创;段永强;许亮;王炜;樊学武;;基于带状弹簧的空间相机可展开遮光罩初步研究[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
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5 程强;基于PD方法的空间相机位相信息反演技术研究[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
6 李威;空间相机主次镜间支撑结构技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
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4 李友一;空间相机偏流角控制的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
5 许天资;空间相机反射镜组件的随机振动疲劳分析[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
6 刘宏伟;基于有限元法的空间相机主镜设计[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
7 李颖;空间相机动力学分析[D];西北工业大学;2003年
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