空间TDICCD相机的在轨成像参数重注

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaAug．252014V01．35No．82271-2278ISSN1000．6893ON11-1929／Vhttp：#hkxb．buaa．edu．cahkxb@buaa．edu．ca空间TDICCD相机的在轨成像参数重注赵庆磊1’2，龙科慧1，韩诚山1’”，李祥之1，黄良11．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春1300332．中国科学院大学，北京100039摘要：空间相机的成像参数往往受到卫星平台资源的限制，并

2、不能全部由地面发送给相机，而是由卫星平台进行档位选择事先在相机里固化好的地面标定参数。由于空间环境的变化，空间相机在轨工作期间TDICCD均匀性会发生变化，从而影响成像质量。针对某航天离轴相机设计了一种空间TDICCD相机成像参数在轨重注的方法。首先，介绍相机的工作平台，确定在轨成像参数重注的设计方法；然后，介绍程序接收、缓存、校验以及存储参数数据的处理流程；最后，结合相机控制器软件专用检测模块验证该方法设计的正确性，并给出成像参数修改前后的TDICCD图像对比图，结果表明成像参数修改成功。关键词：在

3、轨重注；相机控制器；空间相机；TDICCD；遥感成像中图分类号：V443．1；TP391文献标识码：A文章编号：1000—6893(2014)08—2271—08随着航天技术的发展，CCD(Charge—coupledDevice)成像技术被广泛用于空间相机，在航空航天侦查、城市规划与建设、生态环境和农业监管等方面发挥重要作用。TDI(TimeDelayIntegration)CCD是一种面阵结构、线性输出的新型CCD，它实际是由多行线阵CCD组成，具有多重级数延时积分的功能(摄像时多行CCD对同一景

4、物多次曝光，使积分时间增加)，因此TDICCD相机摄影时自扫描成像口。3]，无需运动部件，提高了可靠性，并且可以连续摄影，在低照度情况下具有较好的成像性能。高分辨的航天相机多采用TDICCD。目前一些发达国家致力于开发TDICCD遥感器工作，并显示出了广阔的应用前景。其中高分辨率、宽视场相机已成为遥感卫星应用技术的发展趋势。高分辨率相机一般采用长焦距、反射式光学系统，具有相对孔径小、质量轻、成本低、降低调焦精度等特点。为满足相机宽视场的要求，需要对CCD进行视场拼接，并需对视场拼接的每片CCD进行独立

5、的参数设置以使图像输出完整[4。7]。本文讨论的相机由10片6144个像元TDICCD构成，每片TDICCD采用8通道输出，每片上带有1个全色和4个多光谱谱段凹11

6、。而由于受卫星平台上存储资源少、分系统众多、遥控遥测数据吞吐量大以及时间响应短等因素的制约，10片CCD的参数并不能全部由地面上传至卫星平台再发送给空间相机，而是将数量较多的成像参数固化在相机控制器里，由地面注入参数选择编号，相机控制器根据接收到的收稿日期：2013—11—04；退修日期：2013．11-26；录用日期：2014—01—0

7、6；网络出版时间：2014—03—0511：41网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／107527／$1000-6893．2013．0515．htmI基金项目：国家自然科学基金(60506014)*通讯作者．Tel：0431—86176680E-mail：hancs@ciomp．ac．on引用格武：ZhaoQL．LongKH．HancS．eta1．SpaceTDICCDcameraimagingparameters．n_orbitre—injection￡JIActaAero

8、nauticaetAstronauticaSinica．2014，35(8)：2271．2278÷赵庚磊．龙科慧，韩诚山，等，空阊TDICCD相机的在轨戒像参数重注￡Jj．航空学报．2814．35(8)：2271—2278航空学报Aug．252014Vol35No．8编号发送给每片CCD具体参数值实现。然而CCD参数值往往是基于实验定标的方式在地面给出，受空间环境复杂情况的影响，未必满足图像质量要求。本文从工程实际出发，在分析某卫星平台上的相机子系统特点的基础上，考虑相机对图像质量的要求，提出一种基于

9、SM]320C30控制器的在轨成像参数重注方法口2。15I，可修正地面标定的各CCD抽头间均匀性校正参数(增益和偏置)，给出重注成像参数接收、缓存、校验以及存储的流程，并对在轨成像参数的重注正确性进行验证。1相机控制器的重注系统组成1．1硬件平台相机控制器主要完成对航天相机的监测与控制任务，主要功能包括1553B通讯(接收各种消息和发送相机工程参数)、像移速度(像移补偿参数)的实时计算、数据注入消息(注入指令和注人参数)的管理和注入指令、调焦单元的控制，