[發(fā)明專利]用于光學(xué)載荷性能評(píng)價(jià)的新型人工靶標(biāo)及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510043494.6
• 申請(qǐng)日: 2015-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104677598A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李傳榮;馬靈玲;唐伶俐;高彩霞;李曉輝;王寧;胡堅(jiān);竇帥;劉耀開(kāi);張丹丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電研究院
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 北京一格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及遙感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型的用于光學(xué)載荷性能評(píng)價(jià)的人工靶標(biāo)的設(shè)計(jì)和制作。

背景技術(shù)

遙感技術(shù)能夠大范圍、動(dòng)態(tài)的獲取目標(biāo)電磁輻射信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)于地物真實(shí)物理屬性的高效認(rèn)知，在資源、測(cè)繪、氣象和軍事偵察等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著對(duì)地觀測(cè)遙感技術(shù)逐漸向滿足定量化應(yīng)用方向發(fā)展，常態(tài)化地定期監(jiān)測(cè)衛(wèi)星載荷運(yùn)行過(guò)程中性能動(dòng)態(tài)變化、精確檢測(cè)變化程度、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)變化的原因并制定針對(duì)性的補(bǔ)救措施已得到國(guó)內(nèi)外廣泛的重視。

我國(guó)自“九五”以來(lái)自主研發(fā)了多種星載、機(jī)載遙感載荷，形成了資源、環(huán)境、氣象、海洋等衛(wèi)星系列，然而，目前我國(guó)行業(yè)部門事實(shí)上還是以使用國(guó)外遙感數(shù)據(jù)為主，其主要原因之一在于我國(guó)遙感技術(shù)鏈中長(zhǎng)期缺乏有效的載荷性能與數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)，對(duì)于載荷在軌定標(biāo)及性能評(píng)測(cè)、遙感數(shù)據(jù)及產(chǎn)品的精準(zhǔn)性和可靠性真實(shí)性驗(yàn)證仍存在諸多技術(shù)問(wèn)題。受航天遙感載荷在軌性能無(wú)法直接檢測(cè)的制約，在軌運(yùn)行遙感載荷性能動(dòng)態(tài)檢測(cè)與定標(biāo)、遙感產(chǎn)品質(zhì)量分析與真實(shí)性檢驗(yàn)必須以地面目標(biāo)測(cè)量值為參照基準(zhǔn)，因此穩(wěn)定、精準(zhǔn)地面標(biāo)準(zhǔn)參照目標(biāo)成為其中關(guān)鍵一環(huán)。“十一五”期間科技部“無(wú)人機(jī)遙感載荷綜合驗(yàn)證系統(tǒng)”項(xiàng)目針對(duì)光學(xué)載荷性能測(cè)試，研制布設(shè)了灰度靶標(biāo)、三線靶標(biāo)、彩色靶標(biāo)、扇形靶標(biāo)、幾何十字標(biāo)、MTF刃邊靶標(biāo)等不同用途的多種移動(dòng)式人工目標(biāo)，極大改善了我國(guó)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)體系的完整性，為實(shí)現(xiàn)可常態(tài)化運(yùn)行的載荷性能綜合測(cè)試奠定了一定基礎(chǔ)，但其依然采用測(cè)后回收的方式，不僅每次測(cè)試都要耗費(fèi)大量人力、物力重新布設(shè)，而且由于移動(dòng)式人工目標(biāo)大多采用噴涂化學(xué)材料的研制方式，使得不同測(cè)試時(shí)期內(nèi)目標(biāo)性狀的不穩(wěn)定也會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果帶來(lái)不確定性。

固定式測(cè)試目標(biāo)能夠提供一致性強(qiáng)、重復(fù)利用度高的參考信息，對(duì)于經(jīng)常性的開(kāi)展載荷性能檢測(cè)，尤其是高重訪的衛(wèi)星載荷周期性質(zhì)量檢測(cè)具有重要作用。為了保障遙感載荷長(zhǎng)期業(yè)務(wù)運(yùn)行期間的數(shù)據(jù)質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用目標(biāo)，國(guó)內(nèi)一些測(cè)試場(chǎng)已經(jīng)具備了一些自然或人工的固定式測(cè)試目標(biāo)，例如用于衛(wèi)星光學(xué)/紅外載荷輻射定標(biāo)的敦煌戈壁、青海湖等自然場(chǎng)景，嵩山場(chǎng)采用刷漆方式研制、布設(shè)的用于輻射定標(biāo)、MTF性能及地面分辨率評(píng)價(jià)的固定式人工目標(biāo)。然而，這些目標(biāo)存在以下主要技術(shù)缺陷：

1）自然場(chǎng)景目標(biāo)存在均勻性、穩(wěn)定性差，動(dòng)態(tài)范圍不足等問(wèn)題。

2）采用噴涂、刷漆方式研制的人工目標(biāo)的光譜穩(wěn)定性較差，極易受到環(huán)境因素，例如的雨水、霜凍的影響干擾而引起光譜快速退化，影響評(píng)價(jià)結(jié)果的精度。

3）采用噴涂、刷漆方式研制的固定式人工目標(biāo)的滲水性較差，靶標(biāo)表面容易產(chǎn)生積水。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前固定式測(cè)試目標(biāo)存在的問(wèn)題，本專利提出了一種新的穩(wěn)定性好、朗伯性佳的鋪設(shè)新技術(shù)，研制了一套幾何、輻射合為一體的航空/航天共用高分辨率光學(xué)載荷定標(biāo)與圖像質(zhì)量檢測(cè)固定人工靶標(biāo)。解決現(xiàn)有技術(shù)存在的均勻性、穩(wěn)定性差、動(dòng)態(tài)范圍不足及光譜穩(wěn)定性差等問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于光學(xué)載荷性能評(píng)價(jià)的新型人工靶標(biāo)，包括相鄰設(shè)置的刃邊靶標(biāo)A和扇形靶標(biāo)B，其特征在于，所述的刃邊靶標(biāo)A表面形狀為正方形，邊長(zhǎng)為48m，該正方形分為四個(gè)區(qū)域，呈“田”字形，其中一對(duì)對(duì)角的兩個(gè)區(qū)域分別為黑色區(qū)域和灰色區(qū)域，另外兩個(gè)區(qū)域?yàn)榘咨珔^(qū)域，黑色區(qū)域與白色區(qū)域的對(duì)比度大于5∶1，灰色區(qū)域的反射率基本介于黑色區(qū)域與白色區(qū)域之間；所述的刃邊靶標(biāo)A的刃邊與真北方向的夾角約為5o；所述的扇形靶標(biāo)B為一個(gè)總圓心角為155°、外半徑為50m、內(nèi)半徑為2m的扇形，該扇形分為多個(gè)小弧角為5°、黑白相間的小扇形組成，相鄰兩個(gè)小扇形的對(duì)比度大于5∶1；所述的刃邊靶標(biāo)A和扇形靶標(biāo)B均采用穩(wěn)定性好、朗伯性佳的天然礫石材料鋪設(shè)而成。

所述的刃邊靶標(biāo)A采用角鋼焊接“田”字形刃邊框架；扇形靶標(biāo)B采用角鋼焊接組成扇形框架；在對(duì)應(yīng)于刃邊框架和扇形框架的多個(gè)位置下面設(shè)置混凝土墩和角鋼預(yù)埋件，在焊接靶標(biāo)框時(shí)與角鋼預(yù)埋件焊接固定；在刃邊框架、扇形框架、弧形中間角鋼及預(yù)埋件表面涂刷兩遍黑色防銹油漆。

在所述的天然礫石材料的下面是鋪設(shè)有透水土工布。

一種所述的用于光學(xué)載荷性能評(píng)價(jià)的新型人工靶標(biāo)的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）墊層鋪設(shè)、找平；

（2）焊接刃邊框架和扇形框架；

（3）在對(duì)應(yīng)于刃邊框架和扇形框架的邊角處布設(shè)混凝土墩和角鋼埋件；

（4）在扇形框架每條邊均勻布設(shè)15個(gè)長(zhǎng)約600mm的角鋼預(yù)埋件用于固定靶標(biāo)框；

（5）檢測(cè)垂直度、角度和平整度；