[發(fā)明專利]基于合成孔徑技術(shù)的空間可重構(gòu)遙感相機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810365445.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108955640A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勝千;鮮浩;魏凱;饒長(zhǎng)輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01C11/02
• 分類號(hào): G01C11/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于合成孔徑技術(shù)的空間可重構(gòu)遙感相機(jī)，包括若干個(gè)遙感相機(jī)模塊(1)和一個(gè)合成孔徑輔助系統(tǒng)，合成孔徑輔助系統(tǒng)由合成孔徑共相校正器模塊(2)、合成孔徑光束合成器模塊(3)、合成孔徑光束分光器模塊(4)、合成孔徑共相探測(cè)器模塊(5)、合成孔徑成像聚焦模塊(6)與合成孔徑成像探測(cè)器模塊(7)組成。每個(gè)遙感相機(jī)模塊既可以處于單獨(dú)工作模式，也可以進(jìn)行空間重構(gòu)形成合成孔徑工作模式。當(dāng)不需要對(duì)地高分辨成像時(shí)，此時(shí)每個(gè)遙感相機(jī)處于單獨(dú)工作模式；當(dāng)需要對(duì)地高分辨成像時(shí)，此時(shí)這些遙感相機(jī)會(huì)圍繞合成孔徑輔助系統(tǒng)進(jìn)行空間重構(gòu)形成合成孔徑工作模式。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)等效大口徑遙感相機(jī)的成像分辨率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空間遙感相機(jī)，特別涉及一種基于合成孔徑技術(shù)的空間可重構(gòu)遙感相機(jī)。

背景技術(shù)

遙感相機(jī)作為一種直接對(duì)地觀測(cè)成像設(shè)備，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、國(guó)土資源調(diào)查中起到至關(guān)重要的作用，通過(guò)遙感相機(jī)獲取到的地面觀測(cè)圖像能夠提供其他設(shè)備所無(wú)法比擬的原始數(shù)據(jù)信息，因此在空間科學(xué)和監(jiān)測(cè)普查等技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)光學(xué)衍射原理，如果遙感相機(jī)的成像望遠(yuǎn)鏡直徑為D，成像波段為λ，則對(duì)地觀測(cè)的衍射極限角分辨率為1.22λ/D，因此遙感相機(jī)成像望遠(yuǎn)鏡的口徑D直接決定了其對(duì)地面目標(biāo)的成像分辨能力。為了獲取地面目標(biāo)更高分辨率的遙感圖像，必然要增大成像望遠(yuǎn)鏡的口徑，然而望遠(yuǎn)鏡的口徑增大受到了諸多條件的限制，例如玻璃制造材料、加工檢測(cè)技術(shù)、發(fā)射運(yùn)行成本、運(yùn)載能力制約等，因此傳統(tǒng)單口徑望遠(yuǎn)鏡的遙感相機(jī)技術(shù)很難適應(yīng)未來(lái)高分辨率遙感觀測(cè)的發(fā)展需求。例如美國(guó)著名的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，口徑達(dá)到2.4米，整個(gè)系統(tǒng)重達(dá)11噸多，體積和重量已經(jīng)接近了火箭的極限運(yùn)載能力。近年來(lái)受到關(guān)注的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，主鏡采用分塊鏡拼接形式，火箭發(fā)射時(shí)這些分塊鏡折疊放置在發(fā)射艙內(nèi)，到達(dá)指定軌道后分塊鏡伸展打開(kāi)形成巨大的6.5米主鏡。雖然詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡通過(guò)分塊鏡拼接方式避免了單口徑尺寸增大所面臨的一系列問(wèn)題，但是不可否認(rèn)，這種望遠(yuǎn)鏡的造價(jià)是非常昂貴的，而且分塊鏡后面需要配備數(shù)量眾多的高精密驅(qū)動(dòng)器件來(lái)保證拼接后主鏡面形的一致性，因此這種空間望遠(yuǎn)鏡很難得到大規(guī)模的推廣使用。

基于合成孔徑技術(shù)的空間可重構(gòu)遙感相機(jī)，為上述問(wèn)題提供了一種行之有效的解決思路。基于合成孔徑技術(shù)的空間可重構(gòu)遙感相機(jī)，由若干個(gè)小口徑遙感相機(jī)與一個(gè)合成孔徑輔助系統(tǒng)組成，這些小口徑遙感相機(jī)可以處于單獨(dú)工作模式，每個(gè)都可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)地觀測(cè)成像，當(dāng)需要對(duì)地高分辨率成像時(shí)，則這些小口徑遙感相機(jī)會(huì)圍繞合成孔徑輔助系統(tǒng)進(jìn)行空間重構(gòu)來(lái)形成合成孔徑工作模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)地高分辨率成像觀測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：隨著遙感對(duì)地觀測(cè)的分辨率指標(biāo)要求越來(lái)越高，而傳統(tǒng)單口徑遙感相機(jī)在鏡面制造、運(yùn)載能力限制和研制經(jīng)費(fèi)等方面存在諸多限制條件。本發(fā)明利用若干個(gè)小口徑遙感相機(jī)進(jìn)行合成孔徑重構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)大口徑高分辨率的成像效果，從而有效解決了現(xiàn)有單口徑遙感相機(jī)高分辨率成像需求時(shí)所面臨的一系列限制條件。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：基于合成孔徑技術(shù)的空間可重構(gòu)遙感相機(jī)，包括遙感相機(jī)模塊1和一個(gè)合成孔徑輔助系統(tǒng)，合成孔徑輔助系統(tǒng)由合成孔徑共相校正器模塊2、合成孔徑光束合成器模塊3、合成孔徑光束分光器模塊4、合成孔徑共相探測(cè)器模塊5、合成孔徑成像聚焦模塊6與合成孔徑成像探測(cè)器模塊7組成，每個(gè)遙感相機(jī)既可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)工作模式，也可以通過(guò)空間重構(gòu)實(shí)現(xiàn)合成孔徑工作模式；當(dāng)不需要對(duì)地高分辨成像時(shí)，此時(shí)每個(gè)遙感相機(jī)處于單獨(dú)工作模式時(shí)，每個(gè)遙感相機(jī)都能夠獲得地面觀測(cè)區(qū)域的遙感圖像；當(dāng)需要對(duì)地面某一區(qū)域進(jìn)行高分辨率成像時(shí)，則這些遙感相機(jī)處于合成孔徑工作模式，此時(shí)每個(gè)遙感相機(jī)會(huì)圍繞合成孔徑輔助系統(tǒng)進(jìn)行空間重構(gòu)而形成合成孔徑工作模式。