[發(fā)明專利]一種靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110674029.8 | 申請(qǐng)日： | 2021-06-17 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113532646A | 公開（公告）日： | 2021-10-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李歡;唐紹凡;陳龍;王保華;任海培;馬龍;張祝偉;劉宇翔 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 北京空間機(jī)電研究所 |
| 主分類號(hào)： | G01J3/28 | 分類號(hào)： | G01J3/28;G01J3/02;G01N21/01;G01N21/31;G01N21/33;G01N21/35;G01N21/3581;G01N21/359 |
| 代理公司： | 中國(guó)航天科技專利中心 11009 | 代理人： | 張曉飛 |
| 地址： | 100076 北京市豐*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 靜止 軌道 靈敏度 畸變 全譜段高 光譜 成像 系統(tǒng) | ||
1.一種靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，包括沿光路依次布置的平行光壓縮主光學(xué)系統(tǒng)(1)、像方掃描系統(tǒng)(2)、中繼望遠(yuǎn)系統(tǒng)(3)、光譜成像系統(tǒng)(4)、面陣探測(cè)器組件(5)以及信號(hào)處理模塊(6)；其中，光譜成像系統(tǒng)(4)為色散型分光系統(tǒng)，包括會(huì)聚系統(tǒng)(4-1)、色散系統(tǒng)(4-2)以及成像系統(tǒng)(4-3)；平行光壓縮主光學(xué)系統(tǒng)(1)、像方掃描系統(tǒng)(2)、中繼望遠(yuǎn)系統(tǒng)(3)組合稱為前置主光學(xué)系統(tǒng)；
平行光壓縮主光學(xué)系統(tǒng)(1)位于整個(gè)高光譜成像系統(tǒng)的最前端，來(lái)自地面物體的光束經(jīng)過(guò)平行光壓縮主光學(xué)系統(tǒng)(1)，口徑被壓縮；
像方掃描系統(tǒng)(2)位于平行光壓縮主光學(xué)系統(tǒng)(1)后端，對(duì)經(jīng)過(guò)平行光壓縮主光學(xué)系統(tǒng)(1)的光束進(jìn)行掃描；
中繼望遠(yuǎn)系統(tǒng)(3)位于像方掃描系統(tǒng)(2)后端，對(duì)掃描之后的光束進(jìn)行成像，將來(lái)自地面物體的光束會(huì)聚在其后焦平面上；
光譜成像系統(tǒng)(4)的前焦平面與中繼望遠(yuǎn)系統(tǒng)(3)的后焦平面重合，對(duì)光束進(jìn)行光譜分光和成像；
面陣探測(cè)器組件(5)位于光譜成像系統(tǒng)的焦面上，接收來(lái)自光譜成像系統(tǒng)(3)的入射光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；
信號(hào)處理模塊(6)對(duì)從面陣探測(cè)器組件(5)獲得的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，獲得地面物體的光譜信息和空間信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述平行光壓縮主光學(xué)系統(tǒng)(1)，對(duì)于寬譜段長(zhǎng)焦距小視場(chǎng)，采用同軸三反結(jié)構(gòu)形式；對(duì)于寬譜段長(zhǎng)焦距大視場(chǎng)，采用離軸三反結(jié)構(gòu)形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述像方掃描系統(tǒng)(2)采用六自由度機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)二維掃描功能，一維掃描用于實(shí)現(xiàn)線視場(chǎng)推掃模式，另一維掃描用于在靜止軌道實(shí)現(xiàn)指向功能；六自由度機(jī)構(gòu)由六個(gè)并聯(lián)的驅(qū)動(dòng)支鏈協(xié)同運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)平臺(tái)的位姿控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼望遠(yuǎn)系統(tǒng)(3)、會(huì)聚系統(tǒng)(4-1)、成像系統(tǒng)(4-3)均采用折射式或反射式或折反射式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述色散系統(tǒng)(4-2)采用棱鏡或光柵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜成像系統(tǒng)(4)包括紫外光譜成像系統(tǒng)、可見光光譜成像系統(tǒng)、短波紅外光譜成像系統(tǒng)、中波紅外光譜成像系統(tǒng)、長(zhǎng)波紅外光譜成像系統(tǒng)五個(gè)光譜通道，每個(gè)光譜通道采用獨(dú)立的會(huì)聚系統(tǒng)、色散系統(tǒng)以及成像系統(tǒng)，光束依次經(jīng)過(guò)會(huì)聚系統(tǒng)、色散系統(tǒng)，再經(jīng)成像系統(tǒng)將光束會(huì)聚在光譜成像系統(tǒng)(4)的焦面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外光譜成像系統(tǒng)、可見光譜成像系統(tǒng)采用在傳統(tǒng)的Offner裝置基礎(chǔ)上，放置光柵-彎月鏡元件于入射光路和色散后的出射光路中，兼有色散和成像功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵-彎月鏡元件具體實(shí)現(xiàn)為在傳統(tǒng)彎月鏡的幾何中心區(qū)域刻蝕光柵，有效減小像散。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述短波紅外光譜成像系統(tǒng)采用Offner裝置，出射入射光路中包括彎月形校正透鏡，校正鏡凸面與光柵面均共面，色散系統(tǒng)采用小閃耀角低槽密度全息閃耀光柵實(shí)現(xiàn)，大幅提升能量利用率，彎月形校正透鏡和凹面反射鏡組合，在光路中實(shí)現(xiàn)光束會(huì)聚和成像功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜止軌道高靈敏度低畸變?nèi)V段高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述中長(zhǎng)波紅外光譜成像系統(tǒng)同樣采用Offner裝置，色散系統(tǒng)采用高保真凸面閃耀光柵實(shí)現(xiàn)，衍射效率高，光束會(huì)聚和成像功能由同一塊凹面反射鏡實(shí)現(xiàn)。
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