[發(fā)明專利]檢測高精度空間航拍相機(jī)焦距的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210070724.4
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102636181A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高云龍;劉鐵軍;李曉冰;孫寶玉;黃立輝;張西龍
• 申請（專利權(quán)）人: 長春奧普光電技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光機(jī)電設(shè)備檢測領(lǐng)域，具體涉及一種檢測高精度空間航拍相機(jī)焦距的方法。

背景技術(shù)

目前，公知的空間相機(jī)要求對地面景物大小、位置進(jìn)行測量，可通過TDI/CCD圖像進(jìn)行處理來實(shí)現(xiàn)。但前提要求對空間相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的焦距值進(jìn)行精確測量。

空間相機(jī)焦距檢測最常用的方法是放大倍率法，其常用計算公式用公式一表示為：

公式一

上述式中：f_光為檢測光管的焦距，X_光為檢測光管的玻羅板實(shí)際格值，f_空為被檢測空間相機(jī)的焦距，X_空為被檢測空間相機(jī)像面測得的格值；結(jié)合圖1，具體的放大倍率法的測量方法為：

a、首先用阿貝測長儀(用于檢測長度的一種儀器)精確測量玻羅板實(shí)際格值X_光，用經(jīng)緯儀測角法檢測光管的焦距f_光；

b、玻羅板放置在檢測光管的像面處，使檢測光管發(fā)出平行光線；

c、通過空間相機(jī)在像方的焦平面上，用顯微鏡測量被檢空間相機(jī)像面測得的格值X_空。

放大倍率法的測量方法的誤差分析：一、誤差主要來源平行光管的焦距f_光準(zhǔn)確度；平行光管的玻羅板刻線寬的不確定度；測量顯微鏡的兩次讀數(shù)不重復(fù)性；測量顯微鏡的橫向放大率β的準(zhǔn)確度；二、放大率法測量空間相機(jī)用σf/f來表示，其中，σf為測量焦距值，f為已知焦距值。誤差≤1％；

根據(jù)上述分析，放大倍率法會引入很多不必要的誤差，如光管像面位置誤差、分劃板線寬誤差及二次讀數(shù)誤差。所以對檢測高精度空間相機(jī)的焦距會帶來很大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有空間相機(jī)的焦距檢測方法采用放大倍率法會引入光管像面位置誤差、分劃板線寬誤差及二次讀數(shù)誤差的問題，提供一種檢測高精度空間航拍相機(jī)焦距的方法。

檢測高精度空間航拍相機(jī)焦距的方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、采用干涉儀測定被檢測相機(jī)的最佳像面位置；

步驟二、在步驟一測定的被檢測相機(jī)的最佳像面位置上放置玻羅板，采用加載附加物鏡的經(jīng)緯儀在被檢測相機(jī)的出瞳位置測量玻羅板的線寬值對應(yīng)的附加物鏡的夾角，獲得被檢測空間相機(jī)的焦距；

所述被檢測空間相機(jī)的焦距f_空通過公式獲得；

上述式中，y為玻羅板的線寬值，ω為玻羅板的線寬值對應(yīng)附加物鏡的夾角。

本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明改進(jìn)原有對空間相機(jī)焦距檢測方法，在原有技術(shù)條件下，先行用干涉儀對空間相機(jī)進(jìn)行粗略估計相機(jī)焦面位置，再使用萊卡經(jīng)緯儀及附加物鏡對件相機(jī)的焦距進(jìn)行準(zhǔn)確測量；采用附加物鏡精確測角法，在被測空間相機(jī)已知準(zhǔn)確的焦平面上放置已知線寬的玻羅板，其刻線寬度為2y，用以加載附加物鏡的萊卡經(jīng)緯儀在被檢測空間相機(jī)出瞳位置測量線寬值對應(yīng)物鏡的張角2ω，則被檢測空間相機(jī)的焦距f_空用公式二表式為：

公式二

上述式中，y為玻羅板線寬，ω為玻羅板線寬相對物鏡的夾角；

由于采用附加物鏡精確測角法本身誤差值就小于放大倍率法，本發(fā)明在附加物鏡精確測角法的基礎(chǔ)上，使用附加物鏡(n倍擴(kuò)束器)與萊卡經(jīng)緯儀結(jié)合的方式，使相機(jī)焦距是組合焦距的2至3倍。理論上增大了經(jīng)緯儀的焦距，使得測量誤差再次被減少。從而使得空間相機(jī)在測量實(shí)際圖像時會減小圖像的變形。

為了論述上述技術(shù)方案的可行性，將對空間相機(jī)的相對誤差和玻羅板的線寬值的不確定度予以分析，最終可以證明本發(fā)明的相機(jī)焦距檢測是較放大法有很大的提高。空間相機(jī)的焦距的相對誤差用公式三表示為：