[发明专利]基于合成孔径技术的空间可重构遥感相机

说明书

本发明公开了一种基于合成孔径技术的空间可重构遥感相机，包括若干个遥感相机模块(1)和一个合成孔径辅助系统，合成孔径辅助系统由合成孔径共相校正器模块(2)、合成孔径光束合成器模块(3)、合成孔径光束分光器模块(4)、合成孔径共相探测器模块(5)、合成孔径成像聚焦模块(6)与合成孔径成像探测器模块(7)组成。每个遥感相机模块既可以处于单独工作模式，也可以进行空间重构形成合成孔径工作模式。当不需要对地高分辨成像时，此时每个遥感相机处于单独工作模式；当需要对地高分辨成像时，此时这些遥感相机会围绕合成孔径辅助系统进行空间重构形成合成孔径工作模式。本发明能够实现等效大口径遥感相机的成像分辨率。

技术领域

本发明涉及一种空间遥感相机，特别涉及一种基于合成孔径技术的空间可重构遥感相机。

背景技术

遥感相机作为一种直接对地观测成像设备，在农业、林业、海洋、国土资源调查中起到至关重要的作用，通过遥感相机获取到的地面观测图像能够提供其他设备所无法比拟的原始数据信息，因此在空间科学和监测普查等技术领域具有广泛的应用。根据光学衍射原理，如果遥感相机的成像望远镜直径为D，成像波段为λ，则对地观测的衍射极限角分辨率为1.22λ/D，因此遥感相机成像望远镜的口径D直接决定了其对地面目标的成像分辨能力。为了获取地面目标更高分辨率的遥感图像，必然要增大成像望远镜的口径，然而望远镜的口径增大受到了诸多条件的限制，例如玻璃制造材料、加工检测技术、发射运行成本、运载能力制约等，因此传统单口径望远镜的遥感相机技术很难适应未来高分辨率遥感观测的发展需求。例如美国著名的哈勃太空望远镜，口径达到2.4米，整个系统重达11吨多，体积和重量已经接近了火箭的极限运载能力。近年来受到关注的詹姆斯·韦伯太空望远镜，主镜采用分块镜拼接形式，火箭发射时这些分块镜折叠放置在发射舱内，到达指定轨道后分块镜伸展打开形成巨大的6.5米主镜。虽然詹姆斯·韦伯太空望远镜通过分块镜拼接方式避免了单口径尺寸增大所面临的一系列问题，但是不可否认，这种望远镜的造价是非常昂贵的，而且分块镜后面需要配备数量众多的高精密驱动器件来保证拼接后主镜面形的一致性，因此这种空间望远镜很难得到大规模的推广使用。

基于合成孔径技术的空间可重构遥感相机，为上述问题提供了一种行之有效的解决思路。基于合成孔径技术的空间可重构遥感相机，由若干个小口径遥感相机与一个合成孔径辅助系统组成，这些小口径遥感相机可以处于单独工作模式，每个都可以单独实现对地观测成像，当需要对地高分辨率成像时，则这些小口径遥感相机会围绕合成孔径辅助系统进行空间重构来形成合成孔径工作模式，实现对地高分辨率成像观测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：随着遥感对地观测的分辨率指标要求越来越高，而传统单口径遥感相机在镜面制造、运载能力限制和研制经费等方面存在诸多限制条件。本发明利用若干个小口径遥感相机进行合成孔径重构来实现大口径高分辨率的成像效果，从而有效解决了现有单口径遥感相机高分辨率成像需求时所面临的一系列限制条件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于合成孔径技术的空间可重构遥感相机，包括遥感相机模块1和一个合成孔径辅助系统，合成孔径辅助系统由合成孔径共相校正器模块2、合成孔径光束合成器模块3、合成孔径光束分光器模块4、合成孔径共相探测器模块5、合成孔径成像聚焦模块6与合成孔径成像探测器模块7组成，每个遥感相机既可以实现单独工作模式，也可以通过空间重构实现合成孔径工作模式；当不需要对地高分辨成像时，此时每个遥感相机处于单独工作模式时，每个遥感相机都能够获得地面观测区域的遥感图像；当需要对地面某一区域进行高分辨率成像时，则这些遥感相机处于合成孔径工作模式，此时每个遥感相机会围绕合成孔径辅助系统进行空间重构而形成合成孔径工作模式。