[发明专利]一种地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统

说明书

本发明公开了一种地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统，包括地球静止轨道遮光罩、地球静止轨道低偏振灵敏度光学系统、大径厚比滤光机构组件、低偏振灵敏度焦面组件、信号处理装置。其中，地球静止轨道低偏振灵敏度光学系统采集探测区域内地面物体辐射信号，并降低由光学系统产生的偏振影响，光信号透过大径厚比滤光机构组件实现分光，将目标多光谱信号传输给低偏振灵敏度焦面组件，低偏振灵敏度焦面组件对光信号进行采样并转换为电信号输入给信号处理装置，信号处理装置对电信号进行放大、滤波以及编码后得到地面物体图像信号。本发明实现了高时间分辨率、较高空间分辨率、较高辐射分辨率以及较大单景成像幅宽。

技术领域

本发明属于航天光学遥感技术领域，尤其涉及一种地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统。

背景技术

地球静止轨道探测技术因其轨道特点所带来的大幅宽大范围成像、持续凝视成像以及高时效成像等优势，可实现对各类紧急观测任务的快速响应，已成为国内外对地观测技术发展的重要方向。

进行大气和海洋探测时，由于相关目标有效能量仅为陆地景物信息的几十分之一，为实现高精度定量化探测，需要对遥感器的偏振灵敏度抑制提出较高要求。

低地球轨道(LEO)海洋光学遥感卫星已经应用多年，但时间分辨率和空间分辨率较低。地球静止轨道(GEO)气象卫星具有较高的时间分辨率和较大的成像幅宽，但空间分辨率较低。为满足同时需要高时间分辨率和较高空间分辨率的海洋探测需求，提供一种切实可行的地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统实现方案，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提高了一种地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统，解决现有相机难以实现高时间分辨率和高空间分辨率海洋水色弱能量探测的难题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统，包括：地球静止轨道遮光罩、地球静止轨道低偏振灵敏度光学系统、大径厚比滤光机构组件、低偏振灵敏度焦面组件和信号处理装置；其中，所述地球静止轨道遮光罩与所述地球静止轨道低偏振灵敏度光学系统相连接；所述低偏振灵敏度焦面组件位于所述地球静止轨道低偏振灵敏度光学系统像面处；所述大径厚比滤光机构组件与所述地球静止轨道低偏振灵敏度光学系统相连接；所述地球静止轨道低偏振灵敏度光学系统采集探测区域内地面物体辐射信号，并降低辐射信号由光学系统产生的偏振得到降低偏振后的光信号；降低偏振后的光信号透过大径厚比滤光机构组件分光得到目标多光谱信号，将目标多光谱信号传输给低偏振灵敏度焦面组件；低偏振灵敏度焦面组件对目标多光谱信号进行采样并转换为电信号输入给信号处理装置；所述信号处理装置对电信号进行放大、滤波以及编码后得到地面物体图像信号。

上述地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统中，所述地球静止轨道低偏振灵敏度光学系统包括同轴三反无焦望远系统、正交折镜光路和消像差透镜组；其中，所述同轴三反无焦望远系统包括主镜、次镜、三镜；所述正交折镜光路包含第一折镜和第二折镜；入射光经主镜反射后到达次镜，再经次镜反射后到达第一折镜，再经第一折镜折射后到达三镜，再经三镜反射后到达第二折镜，再经第二折镜折射后透过消像差透镜组聚焦透射出去。

上述地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统中，所述大径厚比滤光机构组件包括驱动组件、传动组件、大径厚比滤光片和滤光片片框；其中，多组大径厚比滤光片沿光轴方向等距阵列布置，每组大径厚比滤光片通过胶粘固定至滤光片片框内；滤光片片框放置在直线轨道内；滤光片片框的齿条部分与传动组件啮合；驱动组件的电机与传动组件的转轴固连。

上述地球静止轨道高分辨率低偏振面阵凝视相机系统中，所述低偏振灵敏度焦面组件包括正交分光棱镜组件、CMOS焦面盒和焦面结构框；其中，正交分光棱镜组件与CMOS焦面盒均固定安装于焦面结构框。