[實用新型]一種全譜段多通道成像系統

有效

• 申請號: 201420122573.7
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN203799103U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 湯天瑾;周峰;黃穎;邱民樸;李巖;胡斌;李妥妥;安寧
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B17/06
• 分類號: G02B17/06;G02B27/10;G02B27/00;G01J3/28
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明屬于空間光學遙感器技術領域，涉及一種大視場、全譜段成像條件下，應用于空間的全譜段多通道成像系統。

背景技術

隨著遙感技術的發展，各類用戶對地面景物的光譜信息要求越來越高，特別是對覆蓋可見、短波、中波以及長波紅外區域的光譜信息提出了迫切的需求。傳感器的光譜分辨率越高，所取得的圖像就越能客觀、有效的反應地物的光譜特征，傳感器探測地物的能力就越強，由不同光譜特征反映的不同地物間的差別在圖像上就能得到很好的體現。全譜段成像遙感數據在資源評價、環境監測、災害預警與災后評估、城市規劃、目標分類識別等方面得到廣泛應用，具有極大的社會效益與經濟效益。

典型的全譜段衛星主要有美國的landsat系列、中分辨率成像光譜儀（MODIS）、全譜段紅外成像儀MTI和印度的IRS系列民用遙感器，國內的全譜段衛星主要有資源系列、環境系列、海洋系列和風云系列衛星。

美國的landset系列衛星中，以ETM+最為先進，其光學系統由前置掃描鏡、RC兩反系統、一個分色片和兩個全譜段器件構成，譜段覆蓋為可見/近紅外和短波紅外，細分為7個全譜段譜段和一個全色譜段；MODIS光學系統由穿越軌跡掃描的掃描鏡、格里高利兩反系統、離軸雙反系統、補償透鏡組和干涉濾光片及四個線陣接收器件組成，譜段范圍覆蓋可見光到長波紅外譜段，但系統含有活動部件使整機穩定性及可靠性降低、無法實現高的光譜分辨率；MTI光學系統采用離軸三反結構型式，采用濾光片配合高集成度焦平面技術實現全譜段成像，由于焦平面高集成度技術受限，工程化難度增加，且難以實現大視場成像。印度IRS系列是最先進的民用遙感器系列之一，該系列光學系統采用過透射及全反射系統，譜段范圍僅覆蓋可見光/近紅外和短波紅外譜段，無法獲取中長波和長波譜段光譜信息。

國內的全譜段衛星多采用紅外成像儀與可見光相機相結合的方式實現全譜段成像，其中環境系列僅使用可見光—近紅外波段。采用多臺相機實現寬譜段信息的獲取將會使得空間相機的體積和重量都很龐大，而且增加了衛星的發射成本，降低了整星的可靠度。

目前在研及已付諸應用的全譜段衛星光學系統普遍存在視場小、可見光/紅外譜段覆蓋寬度不足、譜段內光譜細分程度低和短波譜段覆蓋不足的問題。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種適合空間遙感器的大視場、超寬譜段、全譜段情況下的多通道成像光學系統。

本發明的技術解決方案是：一種全譜段多通道成像系統，包括：主光學離軸三反系統、可見光近紅外/紅外譜段分色片、可見光焦面器件、中短波/長波譜段分色片、折轉鏡、中短波中繼光學系統、中短波組合濾光片、中短波焦面器件、長波中繼光學系統、長波組合濾光片和長波焦面器件；所述主光學離軸三反系統包括主鏡M1、次鏡M2和三鏡M3；

所述全譜段多通道成像系統包括三個光學通道：可見光/近紅外通道、中短波通道和長波通道，三個通道共用主光學離軸三反系統；可見光/近紅外通道中主光學離軸三反系統、可見光近紅外/紅外譜段分色片和可見光焦面器件沿光軸方向依次放置；中短波通道中主光學離軸三反系統、可見光近紅外/紅外譜段分色片、中短波/長波譜段分色片、中短波中繼光學系統、中短波組合濾光片和中短波焦面器件沿光軸方向依次放置；長波通道中主光學離軸三反系統、可見光近紅外/紅外譜段分色片、中短波/長波譜段分色片、折轉鏡、長波組合濾光片和長波焦面器件沿光軸方向依次放置；

成像目標的輻射光束進入主光學離軸三反系統，主光學離軸三反系統的出射光線入射至可見光近紅外/紅外譜段分色片，其中可見近紅外光線經可見光近紅外/紅外譜段分色片反射至可見光焦面器件；中短波光線和長波光線由可見近紅外/紅外譜段分色片透射至中短波/長波譜段分色片；中短波光線由中短波/長波譜段分色片反射至折轉鏡并由折轉鏡反射至中短波中繼光學系統，經中短波中繼光學系統匯聚至出瞳處的光線由中短波組合濾光片，光譜細分后成像至中短波焦面器件；長波光線由中短波/長波譜段分色片透射至長波中繼光學系統，經長波中繼光學系統匯聚至出瞳處的光線由長波組合濾光片，光譜細分后成像至長波焦面器件；近紅外和長波紅外通道光闌設置在各自通道出瞳位置；所述可見近紅外/紅外譜段分色片和中短波/長波譜段分色片均為楔板，其中心軸與次鏡中心軸不重合，且與入射光光軸以一定角度放置。