[发明专利]动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像装置、系统及方法

说明书

本发明涉及一种无缝光谱成像装置、系统及方法，具体涉及一种动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像装置、系统及方法，其目的是解决现有技术缺乏探测器靶面小、数据处理难度低并且可直接应用于对远距离动态点目标跟踪测量的光谱探测相关技术问题。该装置包括沿光路依次设置的主望远镜和分光镜，设置于分光镜透射光路上的跟踪相机，以及依次设置于分光镜反射光路上的闪耀光栅和全色相机。该系统包括数据处理单元、跟踪架、定标灯和不同谱段的滤光片以及该装置。该方法利用该系统进行，包括对系统进行光谱标定，以及利用标定所得系统实际色散方程，对远距离动态点目标进行无缝光谱成像。

技术领域

本发明涉及一种无缝光谱成像系统，具体涉及一种远距离动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像装置、系统及方法。

背景技术

传统分光式光谱仪由狭缝和光栅、棱镜或者二者组合而成。对于点目标跟踪光谱成像来说，需将点目标严格对准至狭缝，这对与分光式光谱仪配合用经纬仪的跟踪和稳定精度提出了相当苛刻的要求，因而无法利用传统狭缝式光谱仪实现对动目标的跟踪测量。

无缝光谱由于去掉了传统狭缝式光谱仪中的狭缝，可进一步降低对系统跟踪和稳定精度的要求，广泛应用于天文观测中的大规模高效光谱巡天，但现有无缝光谱需要同时接收目标的零级和±1级二维光谱图像以完成光谱数据处理，这对探测器靶面大小和数据处理技术提出了更高的要求。

前述两种方式都具有其各自的局限性，目前尚无探测器靶面较小、数据处理难度低且可直接应用于对远距离动态点目标跟踪测量的光谱探测相关技术。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术缺乏探测器靶面小、数据处理难度低并且可直接应用于对远距离动态点目标跟踪测量的光谱探测相关技术问题，提供一种动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像装置、系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像装置，其特殊之处在于：

包括沿光路依次设置的主望远镜和分光镜，设置于分光镜透射光路上的跟踪相机，以及依次设置于分光镜反射光路上的闪耀光栅和全色相机；

所述主望远镜用于接收远距离动态点目标a发出的平行光并对其进行压缩；

所述分光镜用于将压缩后的平行光分为透射光和反射光；

所述跟踪相机用于接收透射光，以对动态点目标a进行视频跟踪；

所述闪耀光栅用于接收反射光，并对反射光进行光谱分光；

所述全色相机用于采集闪耀光栅分出的动态点目标a的+1级光谱视频。

进一步地，所述全色相机的靶面尺寸为12mm×10mm。

本发明还提供一种动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像系统，其特殊之处在于：

包括数据处理单元、跟踪架、定标灯和不同谱段的滤光片，以及上述的动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像装置；

所述数据处理单元的输入端分别连接跟踪相机和全色相机的输出端；

所述跟踪架用于放置和移动所述动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像装置，以使远距离动态点目标a一直处于主望远镜的视场中心；

所述定标灯用于定标时作为光源模拟远距离点目标a；

所述不同谱段的滤光片设置于全色相机镜头前，用于获取全色相机所采集光谱视频中不同中心波长与像素位置的对应关系。

同时，本发明还提供一种远距离动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像方法，基于上述动态点目标跟踪测量用无缝光谱成像系统，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)对系统进行光谱标定