文档名：惯性空间TDI相机长弧段星源主动扫描设计
摘要：为了有效扩大惯性空间观测的幅宽范围和成像信噪比,提出了一种基于星等与光学多参量的映射函数的卫星与载荷姿频协同补偿的TDI相机长弧段星源主动扫描设计方法.首先,基于黑体辐射能量密度公式,构造TDI光学参量与极限探测星等之间的映射函数;然后,采用齐次坐标变换和欧拉轴最优路径规划方法,建立惯性空间卫星恒速机动和载荷动态实时补偿的长弧段星源扫描成像模型,完成动态星源无拖尾高信噪比成像.最后,基于平行实验理论,搭建由TDI相机和动态星源模拟器组成的实验系统,并完成了扫描成像实验和误差分析.实验结果表明,本体坐标系相对惯性坐标系的欧拉角速率为8.5(°)/s时,积分级数为96,TDI相机行频为1kHz,成像时长10s,TDI相机成像过程中星图成像信噪比最大值为7.325,扫描区域立体角为5.4232rad.惯性空间TDI相机长弧段星源主动扫描可实现对星源高信噪比成像,并大幅拓展了成像观测范围.
Abstract：Toeffectivelyenhancethebandwidthrangeandimagingsignal-to-noiseratioforinertialspaceobservation,weproposeadesignmethodfortheactivescanningoflongarcstarsourcesusingTDIcamer-as,basedonthemappingfunctionofstarmagnitudeandopticalmulti-parameters.First,weconstructamappingfunctionbetweenTDIopticalparametersandthelimitdetectionstarmagnitude,groundedintheblackbodyradiationenergydensityformula.Next,employinghomogeneouscoordinatetransformationandtheEuleraxisoptimalpathplanningmethod,weestablishanimagingmodelfordynamicstarsourcescan-ningwithcontinuouscompensationofinertialspacesatellitesandpayload.Thisachieveshighsignal-to-noiseratioimagingofdynamicstarsourceswithouttailing.Finally,leveragingthetheoryofparallelexperi-ments,webuildanexperimentalsystemconsistingofaTDIcameraandadynamicstarsourcesimulator,conductingscanningimagingexperimentsanderroranalysis.ExperimentalresultsindicatethatwhentheEulerangularrateofthebodycoordinatesystemrelativetotheinertialcoordinatesystemis8.5(°)/s,theintegrationseriesis96,therowfrequencyoftheTDIcamerais1kHz,andtheimagingdurationis10s,theimagingsignal-to-noiseratioofthestarmapreachesamaximumof7.325,andthesolidangleofthescanningareais5.4232.TheactivescanningoflongarcstarsourcesbytheinertialspaceTDIcameracanachievehighsignal-to-noiseratioimagingofstarsourcesandsignificantlyexpandtheobservationrangeofimaging.
作者：闫安东 付宗强 曾疏桐 常琳 杨秀彬 Author：YANAndong FUZongqiang ZENGShutong CHANGLin YANGXiubin
作者单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100039;中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室,吉林长春130033山东大学物理学院,山东济南250100中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室,吉林长春130033
刊名：光学精密工程 ISTICEIPKU
Journal：OpticsandPrecisionEngineering
年，卷(期)：2024, 32(11)
分类号：TP394.1TH691.9
关键词：空间遥感 TDI相机 信噪比 长弧段 欧拉轴 主动扫描
Keywords：spaceremotesensing TDIcamera signal-to-noiseratio longarcsegment Euleraxis ac-tivescanning
机标分类号：V443.5TP391.41TP242
在线出版日期：2024年7月24日
基金项目：吉林省自然科学基金资助项目惯性空间TDI相机长弧段星源主动扫描设计[
期刊论文] 光学精密工程--2024, 32(11)闫安东 付宗强 曾疏桐 常琳 杨秀彬为了有效扩大惯性空间观测的幅宽范围和成像信噪比,提出了一种基于星等与光学多参量的映射函数的卫星与载荷姿频协同补偿的TDI相机长弧段星源主动扫描设计方法.首先,基于黑体辐射能量密度公式,构造TDI光学参量与极限探测...参考文献和引证文献
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