[發(fā)明專利]一種光學(xué)遙感衛(wèi)星相機(jī)全光路像移測(cè)量系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810562848.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN108613661A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 檀傈錳;王光遠(yuǎn);袁寶峰;丁健;羅婕;殷新喆;管帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): G01C11/02
• 分類號(hào): G01C11/02
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;付雷杰

本發(fā)明公開一種光學(xué)遙感衛(wèi)星相機(jī)全光路像移測(cè)量系統(tǒng)，包括激光位移計(jì)、雙向慣性抖動(dòng)敏感器、反射鏡、激光位置敏感器、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)；雙向慣性抖動(dòng)敏感器固定在相機(jī)主鏡上，激光位置敏感器固定在焦平面接收器處，雙向慣性抖動(dòng)敏感器將相機(jī)主鏡的振動(dòng)姿態(tài)變化轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的激光信號(hào)，激光信號(hào)經(jīng)過反射鏡的反射由激光位置敏感器接收模擬相機(jī)成像全光路；利用兩臺(tái)激光位移計(jì)測(cè)量相機(jī)主鏡在水平面內(nèi)沿兩個(gè)不同方向的位移變化，和激光位置敏感器接收的激光信號(hào)均傳輸給數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)分析計(jì)算，獲得相機(jī)全光路像移矢量。本發(fā)明能夠克服相機(jī)內(nèi)光路中光學(xué)元件之間振動(dòng)姿態(tài)相互耦合的影響，準(zhǔn)確獲得在相機(jī)抖動(dòng)、微振動(dòng)共同作用下的像移矢量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)遙感衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)遙感衛(wèi)星相機(jī)全光路像移測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光學(xué)遙感衛(wèi)星的有效載荷相機(jī)焦距越來越長(zhǎng)，口徑越來越大，成像精度越來越高，對(duì)微振動(dòng)和抖動(dòng)也越來越敏感。光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌工作時(shí)，星上各類運(yùn)動(dòng)部件(如CMG、動(dòng)量輪、太陽翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等)正常工作時(shí)產(chǎn)生的擾動(dòng)，導(dǎo)致有效載荷相機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)隨時(shí)間變化的幅度較小的彈性變形，以及整體的相對(duì)穩(wěn)定姿態(tài)的隨時(shí)間變化的幅度較小的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，前者稱為微振動(dòng)，后者稱為抖動(dòng)，從而引起非正常的像移。有效載荷成像情況與相機(jī)整體的抖動(dòng)和相機(jī)內(nèi)部光學(xué)元件的微振動(dòng)密切相關(guān)，現(xiàn)有減隔振措施無法徹底杜絕非正常像移的發(fā)生，為了在地面能夠精確地進(jìn)行圖像修復(fù)，準(zhǔn)確獲得有效載荷相機(jī)全光路像移十分必要。

采用加速度計(jì)測(cè)試相機(jī)整體以及光學(xué)元件的振動(dòng)情況，屬于間接測(cè)量手段，只能定性評(píng)估相機(jī)整體抖動(dòng)和光學(xué)元件的微振動(dòng)情況，不能解決光學(xué)元件之間振動(dòng)姿態(tài)耦合的影響。因此采用成像光路模擬測(cè)量方法，可以有效獲得相機(jī)成像全光路的像移矢量，為圖像質(zhì)量評(píng)估和修復(fù)提供可靠依據(jù)。

目前，國(guó)內(nèi)外尚未見有關(guān)此類全光路像移測(cè)量系統(tǒng)的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種光學(xué)遙感衛(wèi)星相機(jī)全光路像移測(cè)量系統(tǒng)，能夠克服相機(jī)內(nèi)光路中光學(xué)元件之間振動(dòng)姿態(tài)相互耦合的影響，準(zhǔn)確獲得在相機(jī)抖動(dòng)、微振動(dòng)共同作用下的像移矢量。

本發(fā)明的具體實(shí)施方案如下：

一種光學(xué)遙感衛(wèi)星相機(jī)全光路像移測(cè)量系統(tǒng)，所述像移測(cè)量系統(tǒng)由激光位移計(jì)、雙向慣性抖動(dòng)敏感器、反射鏡、激光位置敏感器、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)組成；

雙向慣性抖動(dòng)敏感器固定在相機(jī)主鏡上，激光位置敏感器固定在焦平面接收器處，雙向慣性抖動(dòng)敏感器將相機(jī)主鏡的振動(dòng)姿態(tài)變化轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的激光信號(hào)，所述激光信號(hào)經(jīng)過反射鏡的反射由激光位置敏感器接收，所述激光信號(hào)的傳輸路徑模擬相機(jī)成像全光路；

兩臺(tái)激光位移計(jì)與相機(jī)主鏡處于同一水平面，利用兩臺(tái)激光位移計(jì)測(cè)量相機(jī)主鏡在所述水平面內(nèi)沿兩個(gè)不同方向的位移變化，兩臺(tái)激光位移計(jì)測(cè)量的位移和激光位置敏感器接收的激光信號(hào)均傳輸給數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)分析計(jì)算獲得相機(jī)全光路像移矢量。

進(jìn)一步地，所述激光位置敏感器與焦平面接收器通過螺栓固定連接。

進(jìn)一步地，兩臺(tái)激光位移計(jì)的激光束分別與相機(jī)主鏡平面內(nèi)的兩條坐標(biāo)系軸線重合。

進(jìn)一步地，所述雙向慣性抖動(dòng)敏感器與相機(jī)主鏡通過螺栓固定連接。

有益效果：

1、本發(fā)明系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、操作方便、精度高，相機(jī)整體抖動(dòng)通過外部設(shè)置的激光位移計(jì)進(jìn)行測(cè)量，光學(xué)元件的微振動(dòng)影響通過光路模擬來呈現(xiàn)，能夠克服相機(jī)內(nèi)光路中光學(xué)元件之間振動(dòng)姿態(tài)相互耦合的影響，同時(shí)測(cè)量相機(jī)主鏡的橫向抖動(dòng)和相機(jī)內(nèi)部光路的整體變化情況，準(zhǔn)確獲得了在相機(jī)抖動(dòng)、微振動(dòng)共同作用下的像移矢量。

2、本發(fā)明激光位置敏感器與焦平面接收器通過螺栓固定連接，連接剛度高，能夠避免因激光位置敏感器自身振動(dòng)引入的誤差，精度高。