两线阵立体测绘ccd相机光学系统设计

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1、第３８卷第８期中国激光Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．８２０１１年８月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＡＳＥＲＳＡｕｇｕｓｔ，２０１１两线阵立体测绘ＣＣＤ相机光学系统设计常凌颖１，２１１１赵葆常杨建峰汶德胜１中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安７１０１１９（２中国科学院研究生院，北京１０００４９）摘要为使嫦娥二号卫星ＣＣＤ立体相机在１００ｋｍ高度的圆轨上能够获取地元分辨率力为７ｍ的图像，设计了一种两线阵立体测绘ＣＣＤ相机光学系统。介绍了两线阵立体测绘相机的工作原理。根据卫星总体的指标要求，对光学系统的主要参数进行了详细计算，确定系统的焦距为１４４．４ｍｍ，视场角为４２°，相对孔径

2、为Ｆ／９，光谱范围为４５０～５２０ｎｍ。光学系统采用６组７片型消畸变复杂化的双高斯结构形式，在５０ｌｐ／ｍｍ奈奎斯特空间频率下平均调制传递函数为０．６７。给出了嫦娥二号卫星ＣＣＤ立体相机在１００ｋｍ高度的首轨图像和极区图像，图像清晰、层次丰富，表明该光学系统能满足任务要求。关键词光学设计；ＣＣＤ相机；两线阵；时间延迟积分ＣＣＤ中图分类号ＴＨ７６１．６文献标识码Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＣＪＬ２０１１３８．０８１６００１ＯｐｔｉｃａｌＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎｏｆａＴｗｏ－ＬｉｎｅａｒＡｒｒａｙＳｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃＭａｐｐｉｎｇＣＣＤＣａｍｅｒａ１，２１１１ＣｈａｎｇＬｉｎｇ

3、ｙｉｎｇＺｈａｏＢａｏｃｈａｎｇＹａｎｇＪｉａｎｆｅｎｇＷｅｎＤｅｓｈｅｎｇ１Ｘｉ′ａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉ′ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１０１１９，Ｃｈｉｎａ（２ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｉｍａｇｅｏｆ７ｍｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅＣｈａｎｇ′Ｅ－２ＣＣＤｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃｃａｍｅｒａｏｎｔｈｅ１００－

4、ｋｍ－ａｌｔｉｔｕｄｅｃｉｒｃｕｌａｒｏｒｂｉｔ，ａｔｗｏ－ｌｉｎｅａｒａｒｒａｙＣＣＤｃａｍｅｒａｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃｍａｐｐｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｗｏ－ｌｉｎｅａｒａｒｒａｙｓｔｅｒｅｏｍａｐｐｉｎｇｃａｍｅｒａｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ．Ｔｈｅｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓ１４４．４ｍｍ，ｔｈｅｖｉｅｗａ

5、ｎｇｌｅｉｓ４２°，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅａｐｅｒｔｕｒｅｉｓＦ／９，ａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｒａｎｇｅｉｓ４５０～５２０ｎｍ．ＴｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍａｄｏｐｔｓｓｉｘｇｒｏｕｐｓｏｆｓｅｖｅｎｐｉｅｃｅｓｔｙｐｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｄｏｕｂｌｅＧａｕｓｓｉａｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ，ｆｏｒｗｈｉｃｈｔｈｅａｖｅｒａｇｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓ０．６７ａｔ５０ｌｐ／ｍｍＮｙｑｕｉｓｔｓｐａｔｉａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｔｈｅ１００ｋｍｆｉｒｓｔｒａｉｌｉｍａｇｅｓａｎｄｐｏｌａｒｒｅｇ

6、ｉｏｎｉｍａｇｅｏｆＣｈａｎｇ′Ｅ－２ｓａｔｅｌｌｉｔｅＣＣＤｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃｃａｍｅｒａａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｉｍａｇｅｓａｒｅｃｌｅａｒａｎｄｒｉｃｈｏｆｄｅｔａｉｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｏｐｔｉｃａｌｄｅｓｉｇｎ；ＣＣＤｃａｍｅｒａ；ｔｗｏ－ｌｉｎｅａｒａｒｒａｙ；ｔｉｍｅｄｅｌａｙｉｎｔｅｇｌａｔｉｏｎＣＣＤＯＣＩＳｃｏｄｅｓ１１０．６８８０；２２０．３６２０；２２０．４８３０１引言照片来证明的。科学家利用由相机获得的数字图像研究月球地嫦娥

7、二号卫星ＣＣＤ立体相机的科学目标与嫦质学构造，绘制地质学纲要图，进而研究月球的起娥一号卫星ＣＣＤ立体相机相同，即获取全月三维立源、演化、月面历史等。另外，对月球的研究还可以体图像。嫦娥一号卫星搭载的ＣＣＤ立体相机采用为研究太阳系的起源与演化提供具有重要价值的信一台大面阵ＣＣＤ器件加广角摄影物镜，达到普通三息［１］。所有这些研究的基础和可信度是靠月球立体线阵ＣＣＤ相机的作用，目前已获取了齐全、清晰的收稿日期：２０１１－０２－２８；收到修改稿日期：２０１１－０４－０２基金项目：国家重大科技专项工程资助课题。