[發(fā)明專(zhuān)利]一種凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的MTF在軌檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410286149.0
• 申請(qǐng)日: 2014-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104111080B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愛(ài)春;傅俏燕;閔祥軍;陸書(shū)寧;潘志強(qiáng);李曉進(jìn);韓啟金;張學(xué)文;劉李;李照洲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心11009
• 代理人: 安麗

1.一種凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的MTF在軌檢測(cè)方法，其特征在于步驟如下：

1)建立點(diǎn)源物分布與像分布之間端對(duì)端的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)模型：

$PSF(x,y)=\frac{1}{2{\mathrm{\π\σ}}_x{\mathrm{\σ}}_y\sqrt{1-{\mathrm{\ρ}}_{xy}^2}}\×e^{-\frac{1}{2(1-{\mathrm{\ρ}}_{xy}^2)}\[\frac{{(x-{\mathrm{\μ}}_x)}^2}{{\mathrm{\σ}}_x^2}-2{\mathrm{\ρ}}_{xy}\frac{(x-{\mathrm{\μ}}_x)(y-{\mathrm{\μ}}_y)}{{\mathrm{\σ}}_x{\mathrm{\σ}}_y}+\frac{{(y-{\mathrm{\μ}}_y)}^2}{{\mathrm{\σ}}_y^2}\]};$

式中，x為點(diǎn)源像元在凝視衛(wèi)星垂軌方向的位置；y為點(diǎn)源像元在凝視衛(wèi)星沿軌方向的位置；μ_x為點(diǎn)源像元在x方向的均值；所述的x方向?yàn)槟曅l(wèi)星垂軌方向；μ_y為點(diǎn)源像元在y方向的均值；所述的y方向?yàn)槟曅l(wèi)星沿軌方向；σ_x為點(diǎn)源像元在x方向的標(biāo)準(zhǔn)差；σ_y為點(diǎn)源像元在y方向的標(biāo)準(zhǔn)差；ρ_xy為點(diǎn)源在x方向和y方向的相關(guān)系數(shù)；

2)根據(jù)凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)地面分辨率的大小，基于Nyquist采樣定律，在點(diǎn)源布設(shè)區(qū)進(jìn)行點(diǎn)源的設(shè)計(jì)和布設(shè)；

21)點(diǎn)源設(shè)計(jì)：選取黑白方塊靶標(biāo)作為點(diǎn)源材料；所述的白色方塊靶標(biāo)和黑色方塊靶標(biāo)的反射率分別為60％和5％，對(duì)比度為12:1；每塊黑色方塊靶標(biāo)或白色方塊靶標(biāo)的成像區(qū)對(duì)應(yīng)凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的一個(gè)像元；

22)點(diǎn)源布設(shè)：每個(gè)點(diǎn)源由中心為1個(gè)白色方塊靶標(biāo)，四周為多個(gè)黑色方塊靶標(biāo)的矩形組成，且每個(gè)矩形點(diǎn)源的靶標(biāo)數(shù)目M×N≥5×5；其中M為矩形的行靶標(biāo)數(shù)，N為矩形的列靶標(biāo)數(shù)；點(diǎn)源間的距離大于等于5倍的凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)地面分辨率；

3)獲取凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)過(guò)點(diǎn)源區(qū)的星地同步成像數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表觀輻亮度數(shù)據(jù)，并對(duì)點(diǎn)源區(qū)每個(gè)像元的表觀輻亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，得到點(diǎn)源區(qū)每個(gè)像元的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)值；

4)對(duì)步驟3)獲得的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)值進(jìn)行變換，進(jìn)一步將點(diǎn)源區(qū)每個(gè)像元的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)變換整理為矩陣方程的向量表達(dá)式，并通過(guò)最小范數(shù)求解得到面陣CCD相機(jī)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)參數(shù)，即步驟1)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)模型中的μ_x、μ_y、σ_x、σ_y、ρ_xy；

5)將步驟4)得到的面陣CCD相機(jī)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)參數(shù)代入步驟1)中的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)模型，并對(duì)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換，得到光學(xué)傳遞函數(shù)；

6)對(duì)步驟5)得到的光學(xué)傳遞函數(shù)取模，即為調(diào)制傳遞函數(shù)，并以第一個(gè)調(diào)制傳遞函數(shù)值為基準(zhǔn)進(jìn)行歸一化處理，通過(guò)坐標(biāo)變換得到空間任意方向θ上的調(diào)制傳遞函數(shù)；將空間任意方向θ上Nyquist頻率處的調(diào)制傳遞函數(shù)值作為凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的MTF指標(biāo)評(píng)價(jià)值。