空间光学遥感系统全链路仿真与分析

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1、航天返回与遥感第34卷第6期36SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2013年12月空间光学遥感系统全链路仿真与分析1112阮宁娟庄绪霞李妥妥满益云（1北京空间机电研究所，北京100094）（2中国空间技术研究院，北京100081）摘要针对空间光学遥感系统全链路仿真中的建模、验模和应用分析的问题，文章依据光学遥感成像机制，将遥感成像链路分为信号链路、传递链路和噪声链路，分别建立了调制传递函数模型和信噪比模型。利用分环节验证和系统精度验证相结合的方法验证模型精度，基于商业设计软件、手册、实验室测试数据等不同形式进行分环节验证，基于

2、仿真数据与在轨成像数据对比来实现系统精度验证。验证结果表明，调制传递函数全链路模型精度优于80%，信号模型精度优于82%。依据验证后的成像仿真模型，开展在轨成像参数调整仿真分析，针对不同季节、不同区域的成像提出在轨增益调整策略。关键词光学成像全链路仿真精度验证应用分析航天遥感中图分类号:V423文献标志码:A文章编号:1009-8518(2013)06-0036-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2013.06.005EndtoEndSimulationandAnalysisofSpaceOpticalRemoteSensing

3、System1112RUANNingjuanZHUANGXuxiaLITuotuoMANYiyun(1BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China)(2ChinaAcademyofSpaceTechnology,Beijing100081,China)AbstractAstomodeling,modelverificationandapplicationanalysisofthespaceopticalremotesensingsystem,inthispaper,base

4、donimagingmechanismofopticalremotesensing,theimagingchainisfirstdividedintothreechains,whicharesignalchain,modulationtransferchainandnoisechain,andthenmodelsofmodulationtransferfunctionandsignaltonoiseratioarebuilt.Linkbylinkandsystemicverificationhasbeencarriedouttoconfirmtheaccu

5、racyofthesimulationmodel.Modelsfordifferentpartofthechainarevalidatedbasedoncommercialdesignsoftware,handbookandtestdatafromthelabandsoon.Systemicverificationisexecutedbycomparingsimulationresultswiththein-orbitimages.Theverifiedresultsshowthatthesystemicaccuracyofmodelformodulati

6、ontransferfunctionisbetterthan80%andthatforsignalisbetterthan85%.Finally,simulationanalysisofin-orbitparametersadjustmentisdoneandstrategyofgainadjustmentfordifferentseasonsandregionsisputforward.Keywordsopticalimaging;endtoendsimulation;precisionvalidation;applicationanalysis;spa

7、ceremotesensing1引言空间光学遥感系统获取的图像质量（Quality，全文同）受诸多因素的影响，只有在整个遥感成像系收稿日期：2013-08-15基金项目：973项目（613210）第6期阮宁娟等:空间光学遥感系统全链路仿真与分析37统设计科学合理时，才能获得满足需求的图像，使得系统各组成部分实现优化匹配，达到获取的图像质量与投入的资源相匹配的目标。为了保证最终的图像质量，需要从系统工程的角度，开展遥感成像系统全链路仿真分析综合研究。空间光学遥感全链路仿真技术是开展光学遥感卫星系统概念设计、方案论证、[1-2][3-6]系统优化和效能评估的基

8、础，国际上多个遥感系统的研制经验普遍证实，空间光学遥感全链路仿真在