[发明专利]远紫外成像仪光学系统坐标系标定方法

说明书

远紫外成像仪光学系统坐标系标定方法，属于空间监测技术领域。解决了现有技术中远紫外成像仪装调过程无法准确确定仪器光学系统坐标方向，给后续图像处理和数据反演带来了困难的技术问题。本发明的标定方法，先通过在远紫外成像仪镜头上安装立方镜作为光学传递基准，然后根据坐标系正交关系，只需要确定立方镜的任意两个坐标轴在远紫外成像仪光学系统中的投影关系，即可通过右手定则确定第三个坐标轴，从而建立光学系统坐标系与立方镜基础坐标系的转换矩阵，进而通过立方镜基础坐标系的转换矩阵标定光学系统坐标系。该标定方法标定精度高，简单易行，为远紫外成像仪数据的后续处理建立图像像点坐标与空间坐标的严密几何关系。

技术领域

本发明属于空间监测技术领域，具体涉及一种远紫外成像仪光学系统坐标系标定方法，尤其适用于大视场远紫外成像仪的光学系统坐标系的标定。

背景技术

极光主要是由太阳风和地球磁层中的高能带电粒子沿地球磁场线注入高纬度地区，将高层大气分子或原子电离激发产生的发光现象，极光产生于地球的高磁纬地区上空即地球的南北两极区域，一般为大于磁纬60°的区域。极光卵的形状和位置对于解释地球空间环境活动状态具有非常重要的意义。

在观测极光卵的形状和位置时，可以采用远紫外成像仪，尤其是大视场远紫外成像仪。仪器在830km高度的极轨太阳同步轨道上对地球南北两极极光进行沿轨扫描观测时，单个镜头的瞬时视场角达到68°×10°(其中10°为沿轨道方向，68°为跨轨道方向)。但该仪器工作在140nm-180nm的远紫外波段，对其他波段辐射无响应，而现有技术中没有远紫外波段的干涉仪和经纬仪，装调过程无法准确确定仪器光学系统坐标方向，给后续图像处理和数据反演带来了困难。

发明内容

本发明为解决现有技术中远紫外成像仪装调过程无法准确确定仪器光学系统坐标方向，给后续图像处理和数据反演带来了困难的技术问题，提供一种远紫外成像仪光学系统坐标系标定方法。

远紫外成像仪光学系统坐标系标定方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、使用经纬仪调整平行光管出射光束与立方镜O₁Z₁轴平行，调整好以后，通过远紫外成像仪对平行光管成像，在像面获得像点P₁；

步骤二、利用远紫外成像仪主距f和像元尺寸Δ计算像点P₁在光学系统坐标系中的方向矢量该方向矢量即O₁Z₁轴在光学系统坐标系中的单位向量

过程为：提取出P₁的坐标[p_1x，p_1y]，则方向矢量在光学系统坐标系O₂-X₂Y₂Z₂中的表示为其中[p_1x,p_1y]为像点P₁在探测器像面的坐标，[x_c,y_c]为探测器像面中心坐标；

步骤三、调整平行光管出射光束，使平行光管出射光束在立方镜基础坐标系的X₁Z₁面或Y₁Z₁面内转动，且平行光管出射光束指向与立方镜O₁Z₁轴存在一定夹角，调整好以后，通过远紫外成像仪对平行光管成像，在像面获得像点P₂；

步骤四、利用远紫外成像仪主距f和像元尺寸Δ计算像点P₂在光学系统坐标系中的方向矢量