[发明专利]双线阵TDI空间相机对动态飞机运动特性的分析方法

说明书

双线阵TDI空间相机对动态飞机运动特性的分析方法，涉及TDI相机动态成像及图像处理领域，解决现有技术在数百平方公里的区域内对飞机等运动目标的运动特性成像分析的存在的技术问题，该方法不改变TDI相机的推扫成像模式，根据空间飞行的动态变化目标和双线阵TDI相机之间推扫成像的时间与空间信息关联，建立空间光学动态成像三维位置与速度矢量模型，利用中值法计算动态飞机几何中心作为位置脱靶量，最后采用速度矢量映射计算动态目标飞行速度与方向，实现飞机等动态目标的运动特性成像分析。本发明方法简单可靠、易行，能够通过短时间间隔的静态图像对大范围动态目标运动特性进行分析，使动态运动目标位置信息与时间信息严格保持匹配。

技术领域

本发明涉及TDI相机动态成像及图像处理领域，具体涉及一种双线阵TDI空间相机对动态飞机运动特性的分析方法。

背景技术

遥感卫星TDI相机推扫成像的影像为静态图像，一些动态运动的目标在TDI相机推扫影像内也以静态形式展现，这样就无法确定目标的动态特性。为了获取目标动态运动过程，现阶段卫星成像采取凝视成像模式，主要是指卫星通过姿态控制系统使光学载荷光轴始终指向地球上的指定目标区域，从而实现对目标区域的连续成像，但凝视成像视场范围较小，主要集中在十几平方公里范围内，而飞机等运动目标的活动区域多集中在数百平方公里的区域内，常规凝视成像模式无法在广阔的空间范围内感知动态运动目标并对运动特性进行分析。

本文在TDI相机推扫成像原理的基础上，提出了双线阵TDI相机分时接力对动态飞机的运动特性分析方法，不改变TDI相机的推扫成像模式，通过建立双线阵TDI相机时间与位置函数，以及后期图像的相关处理，精确确定双线阵TDI相机像面上运动目标之间的位置信息与时间信息，实现对飞机等动态目标的运动特性成像分析。

发明内容

本发明为了解决数百平方公里的区域内对飞机等运动目标的运动特性成像分析的技术问题，提出了一种双线阵TDI空间相机对动态飞机运动特性的分析方法。

双线阵TDI空间相机对动态飞机运动特性的分析方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、确定双线阵TDI相机的排列位置；

双线阵TDI相机由两行各自在同一直线且相互平行的TDI CCD组成，所述TDI CCD的像元尺寸为a，所述相互平行的TDI CCD的平行间距为d，所述d的范围为1mmd100mm；

步骤二、计算步骤一所述的双线阵TDI相机对同一动态目标成像的时间间隔；

具体为：将飞机在轨飞行速度映射至TDI相机像面并求解，对应的关系式为：

GM＝gR²

式中，m'为地球表面某一物体质量，R为地球半径，M为地球质量，H为卫星高度，G为地球引力常数，g为重力加速度；m为卫星质量，V为卫星对地心的绝对速度，v为卫星对地的速度，v'为像点在焦平面的移动速度，f为双线阵TDI相机焦距，R₀为侧摆对应的圆环半径，双线阵TDI相机成像的时间差T为平行间距d与像点在焦平面的移动速度的比值；

步骤三、计算同一动态目标两次成像的中心点的位置；

采用中值法求取第i架动态飞行的飞机中心点(x_i，y_i)的位置，用公式表示为：