[发明专利]一种光学遥感卫星相机全光路像移测量系统

说明书

本发明公开一种光学遥感卫星相机全光路像移测量系统，包括激光位移计、双向惯性抖动敏感器、反射镜、激光位置敏感器、数据采集与分析系统；双向惯性抖动敏感器固定在相机主镜上，激光位置敏感器固定在焦平面接收器处，双向惯性抖动敏感器将相机主镜的振动姿态变化转换为可测量的激光信号，激光信号经过反射镜的反射由激光位置敏感器接收模拟相机成像全光路；利用两台激光位移计测量相机主镜在水平面内沿两个不同方向的位移变化，和激光位置敏感器接收的激光信号均传输给数据采集与分析系统分析计算，获得相机全光路像移矢量。本发明能够克服相机内光路中光学元件之间振动姿态相互耦合的影响，准确获得在相机抖动、微振动共同作用下的像移矢量。

技术领域

本发明涉及光学遥感卫星技术领域，具体涉及一种光学遥感卫星相机全光路像移测量系统。

背景技术

光学遥感卫星的有效载荷相机焦距越来越长，口径越来越大，成像精度越来越高，对微振动和抖动也越来越敏感。光学遥感卫星在轨工作时，星上各类运动部件(如CMG、动量轮、太阳翼驱动机构等)正常工作时产生的扰动，导致有效载荷相机结构参数随时间变化的幅度较小的弹性变形，以及整体的相对稳定姿态的随时间变化的幅度较小的往复运动，前者称为微振动，后者称为抖动，从而引起非正常的像移。有效载荷成像情况与相机整体的抖动和相机内部光学元件的微振动密切相关，现有减隔振措施无法彻底杜绝非正常像移的发生，为了在地面能够精确地进行图像修复，准确获得有效载荷相机全光路像移十分必要。

采用加速度计测试相机整体以及光学元件的振动情况，属于间接测量手段，只能定性评估相机整体抖动和光学元件的微振动情况，不能解决光学元件之间振动姿态耦合的影响。因此采用成像光路模拟测量方法，可以有效获得相机成像全光路的像移矢量，为图像质量评估和修复提供可靠依据。

目前，国内外尚未见有关此类全光路像移测量系统的文献报导。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光学遥感卫星相机全光路像移测量系统，能够克服相机内光路中光学元件之间振动姿态相互耦合的影响，准确获得在相机抖动、微振动共同作用下的像移矢量。

本发明的具体实施方案如下：

一种光学遥感卫星相机全光路像移测量系统，所述像移测量系统由激光位移计、双向惯性抖动敏感器、反射镜、激光位置敏感器、数据采集与分析系统组成；

双向惯性抖动敏感器固定在相机主镜上，激光位置敏感器固定在焦平面接收器处，双向惯性抖动敏感器将相机主镜的振动姿态变化转换为可测量的激光信号，所述激光信号经过反射镜的反射由激光位置敏感器接收，所述激光信号的传输路径模拟相机成像全光路；

两台激光位移计与相机主镜处于同一水平面，利用两台激光位移计测量相机主镜在所述水平面内沿两个不同方向的位移变化，两台激光位移计测量的位移和激光位置敏感器接收的激光信号均传输给数据采集与分析系统，通过数据采集与分析系统分析计算获得相机全光路像移矢量。

进一步地，所述激光位置敏感器与焦平面接收器通过螺栓固定连接。

进一步地，两台激光位移计的激光束分别与相机主镜平面内的两条坐标系轴线重合。

进一步地，所述双向惯性抖动敏感器与相机主镜通过螺栓固定连接。

有益效果：

1、本发明系统构成简单、操作方便、精度高，相机整体抖动通过外部设置的激光位移计进行测量，光学元件的微振动影响通过光路模拟来呈现，能够克服相机内光路中光学元件之间振动姿态相互耦合的影响，同时测量相机主镜的横向抖动和相机内部光路的整体变化情况，准确获得了在相机抖动、微振动共同作用下的像移矢量。

2、本发明激光位置敏感器与焦平面接收器通过螺栓固定连接，连接刚度高，能够避免因激光位置敏感器自身振动引入的误差，精度高。