[发明专利]一种静轨面阵遥感相机分时动态成像模拟方法

说明书

本发明涉及一种静轨面阵遥感相机分时动态成像模拟方法，是航天光学遥感成像数据仿真技术领域的一项重要技术。该方法通过输入高时频入瞳辐亮度影像，设置成像指令、遥感相机系统参数，模拟遥感相机的分时动态成像过程，得到模拟成像数据。本方法基于真实的静轨面阵遥感相机成像过程，可实现分时动态成像的真实模拟。

技术领域

本发明涉及一种静轨面阵遥感相机分时动态成像模拟方法，属于工程科学技术中的遥感成像模拟技术领域，在遥感成像仿真方面能够发挥重要作用。

背景技术

地球静止轨道卫星运行高度约为36000公里，其轨道平面与地球的赤道平面重合，地球静止轨道卫星从地球上看是静止于赤道上空的某点，因此静轨对地观测系统具有随时观测的优点，时间分辨率的优势十分明显，采用面阵探测器的凝视型遥感相机则能够充分利用静止轨道对地观测的优势，实现多光谱谱段的分时动态成像，即能够实现单谱段单次成像、全谱段单次成像、单谱段连续成像、全谱段连续成像等不同模式。

针对静轨面阵遥感相机进行成像建模与仿真，可以深化人们对于此类型遥感相机成像过程和成像数据特性的理解，也可用于预测此类型载荷的成像质量并提供仿真数据，为新载荷的系统设计和地面数据处理系统建立提供支持。

目前还没有专门针对静轨面阵遥感相机的成像仿真模型，传统的遥感相机成像仿真模型一般依赖于载荷的基本特性参数，对载荷本身的物理成像过程描述不够全面，这导致传统相机仿真模型无法在成像模式上对新相机进行成像模拟，限制了相机仿真模型的应用能力。

发明内容

本发明的目的是：提供一种静轨面阵遥感相机分时动态成像模拟方法，建立了针对静轨面阵遥感相机的动态成像模型，克服了现有相机仿真模型无法在成像模式上进行仿真及现有成像模拟方法对高时频动态成像适用性不高的问题，实现了面阵遥感相机在对地观测时分时动态成像模拟，有效地提高了遥感相机仿真的真实性，极大地提高了成像仿真模型的应用能力。

本发明的技术解决方案是：基于真实的静轨面阵遥感相机成像过程，结合凝视相机成像模式，构建出充分考虑了时空变化特性的分时成像仿真机制，并在遥感相机结构参数层面上计算不同时间、不同成像模式情况下的相机输出DN值，实现分时动态成像的真实模拟。

本发明一种静轨面阵遥感相机分时动态成像模拟方法，其步骤如下：

步骤一：输入指定成像区域对应的高时频入瞳辐亮度图像；

步骤二：设置面阵遥感相机的成像指令；

步骤三：设置面阵遥感相机系统参数；

步骤四：根据步骤二确定的成像指令，利用步骤一输入的入瞳辐亮度、步骤三输入的相机系统参数进行模拟计算，得到DN值，并生成DN值图像；

步骤五：根据步骤四得到的DN值图像判断成像指令是否全部执行完成，是则输出0级仿真数据，否则重复步骤四。

所述步骤二中，设置面阵遥感相机的成像指令如下：

任意选择成像模式中的1种或多种进行组合，形成成像指令，其中所述成像模式如下：

a)可见光至红外0.4～14μm光谱范围中的任意1个波段进行1次仿真成像，定义该模式为单谱段单次成像；

b)可见光至红外0.4～14μm光谱范围中的任意M(M≥2)个波段进行1次仿真成像，定义该模式为多谱段单次成像；M≥2

c)可见光至红外0.4～14μm光谱范围中的任意1个波段进行T₁、T₂、…T_N时刻的连续仿真成像，定义该模式为单谱段连续成像；N≥2