tdiccd空间相机摆扫成像像移匹配残差估计

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4、alculationofTDICCDSpaceCameraforWhiskbroomofImageMotionVelocityMatchingByMiaoZhuangADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceinEngineeringChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciencesO

5、ctober,2015TDICCD空间相机摆扫成像像移匹配残差估计苗壮（机械电子工程）导师：何斌研究员摘要大视场、高分辨率成像是目前TDICCD空间相机的两大成像指标，精准的像移补偿是确保TDICCD空间相机成像质量的关键。为保证高分辨下的大视场成像，本文在齐次坐标变换的基础上，建立了TDICCD空间相机摆扫成像像移匹配模型，并结合蒙特卡罗法对影响像移速度的参量误差进行了误差综合，同时用MTF对综合后的误差进行图像质量评估，最后根据目前的技术水平以及实验结果对摆镜角速度残差进行预测，确保了该摆扫成像模型在实际工程运用中的成像质量。本文的具体工作包括：首先，介绍了齐次坐标变换中的旋转、平移

6、、缩放矩阵以及摆镜扫描成像过程中用到的反射镜矩阵。同时对摆扫成像过程中的各个坐标系进行定义，在齐次坐标变换的基础上结合摆扫反射镜矩阵建立TDICCD空间相机摆扫成像像移匹配模型，给出像面上各个像点处的像移速度和偏流角公式，为后文的实验仿真做好准备。其次，根据前文建立好的成像模型，参考国内某相机的轨道姿态等参数，对比侧摆与摆扫成像模型，将轨道姿态等参数带入到两个模型之中，验证模型的正确性；通过对摆镜角速度进行合理设置，能够实现在沿航飞行时进行穿航方向上的扫描成像，实现了大视场，宽幅盖扫描成像，验证模型的合理性。然后，对影响像移速度矢量的轨道姿态参量进行误差指标分配，并根据蒙特卡罗法对分配的

7、误差进行误差综合，得到像移速度残差；在轨道姿态参量误差不变的基础上，结合不同摆镜角速度误差进行误差合成，同时用MTF对合成I的像移速度残差进行质量评估，结果表明，在轨道姿态参量误差不变的基础上，摆镜角速度残差越小，像移速度残差越小，成像质量越高。最后，在现有的技术水平上，用阈值设定分析法对摆镜角速度残差进行预测，解决了由于现有技术水平导致该模型中出现的问题，保证了成像的质量，确保了该模型的正确性。关键词：TDICCD；摆扫成像；MT