一種凝視衛星面陣ccd相機的mtf在軌檢測方法
2023-08-10 07:57:51
一種凝視衛星面陣ccd相機的mtf在軌檢測方法
【專利摘要】一種凝視衛星面陣CCD相機的MTF在軌檢測方法。首先建立點源物分布與像分布之間端對端的點擴散函數模型，並對點源進行設計和布設；其次求取點源區每個像元的點擴散函數值，並利用最小範數求解得到面陣CCD相機的點擴散函數參數，進而得到光學傳遞函數；最後光學傳遞函數取模，即為調製傳遞函數，並以第一個調製傳遞函數值為基準進行歸一化處理，通過坐標變換得到空間任意方向θ上的調製傳遞函數；將空間任意方向θ上Nyquist頻率處的調製傳遞函數值作為凝視衛星面陣CCD相機的MTF指標評價值。本發明解決了【背景技術】中的凝視衛星面陣CCD相機MTF無在軌檢測的技術問題。
【專利說明】-種凝視衛星面陣CCD相機的MTF在軌檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及凝視衛星面陣(XD相機的MTF在軌檢測方法，特別涉及一種地球同步 靜止軌道衛星面陣相機的MTF檢測方法。
【背景技術】
[0002] 凝視衛星可實時、定點的對視場內發生的現象進行連續的觀測，也可根據用戶需 求直接定製連續的觀測，其靈活連續的觀測方式獲得比傳統對地觀測衛星更多的關於"感 興趣目標地區"的動態信息。隨著凝視衛星面陣CCD相機的靈敏度和解析度提高，其獲得的 連續高精度的地物空間信息、輻射信息和光譜信息將具有極廣的應用領域，而這些信息的 應用價值更大地取決於凝視衛星面陣C⑶數據的成像質量。但由於受到衛星發射震動、空 間環境變化以及成像過程中光學、探測器和電子學子系統衰減等因素的影響，凝視衛星面 陣(XD相機的成像質量會使逐漸退化和衰變，從而降低了凝視衛星面陣(XD相機數據的應 用價值。因而，對凝視衛星面陣CCD相機的成像質量評價是十分必要的。
[0003] 調製傳遞函數（MTF)是評價凝視衛星面陣C⑶相機數據質量的一個重要物理參 數，它既能客觀地反映一個成像系統的空間頻率特性，又能真實地反映成像系統對不同空 間目標的調製傳遞特性，是國際上通行的評價成像質量的方法。目前，針對線陣CCD相機的 MTF已經有對比度法、刃邊法和脈衝法等多種在軌檢測方法，但是由於面陣CCD光電接收陣 列是受空間和探元耦合影響很大的離散採集器件，其光學傳遞函數（0TF)不滿足線性移不 變的前提，使得線陣CCD相機較為成熟的MTF在軌測試方法無法直接應用於凝視衛星面陣 (XD相機的MTF在軌檢測。並且由於凝視衛星面陣C⑶相機的遙感應用起步較晚，到目前為 止，尚未見可查閱的文獻資料中有關這方面的檢測方法。
【發明內容】
[0004] 本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種凝視衛星面陣CCD 相機的MTF在軌檢測方法，解決了【背景技術】中的凝視衛星面陣CCD相機MTF無在軌檢測的 技術問題。
[0005] 本發明的技術方案是：一種凝視衛星面陣CCD相機的MTF在軌檢測方法，步驟如 下：
[0006] 1)建立點源物分布與像分布之間端對端的點擴散函數模型：
[0007]
【權利要求】
1. 一種凝視衛星面陣CCD相機的MTF在軌檢測方法，其特徵在於步驟如下： 1) 建立點源物分布與像分布之間端對端的點擴散函數模型：
式中，X為點源像元在凝視衛星垂軌方向的位置；y為點源像元在凝視衛星沿軌方向的 位置；μ x為點源像元在X方向的均值；所述的X方向為凝視衛星垂軌方向；μ y為點源像元 在y方向的均值；所述的y方向為凝視衛星沿軌方向；σ x為點源像元在X方向的標準差； σ y為點源像元在y方向的標準差；P xy為點源在X方向和y方向的相關係數； 2) 根據凝視衛星C⑶相機地面解析度的大小，基於Nyquist採樣定律，在點源布設區進 行點源的設計和布設； 21) 點源設計：選取黑白方塊靶標作為點源材料；所述的白色方塊靶標和黑色方塊靶 標的反射率分別為60%和5%，對比度為12:1 ;每塊黑色方塊靶標或白色方塊靶標的成像 區對應凝視衛星C⑶相機的一個像元； 22) 點源布設：每個點源由中心為1個白色方塊靶標，四周為多個黑色方塊靶標的矩形 或長方形組成，且每個矩形或長方形點源的靶標數目MXN > 5X5 ;其中Μ為矩形或長方形 的行靶標數，Ν為矩形或長方形的列靶標數；點源間的距離大於等於5倍的凝視衛星CCD相 機地面解析度； 3) 獲取凝視衛星面陣(XD相機過點源區的星地同步成像數據，將該數據轉換為表觀輻 亮度數據，並對點源區每個像元的表觀輻亮度數據進行歸一化，得到點源區每個像元的點 擴散函數值； 4) 對步驟3)獲得的點擴散函數值進行變換，進一步將點源區每個像元的點擴散函數 變換整理為矩陣方程的向量表達式，並通過最小範數求解得到面陣CCD相機的點擴散函數 參數，即步驟1)點擴散函數模型中的μ χ、μ y、σ χ、〇 y、P xy; 5) 將步驟4)得到的面陣CCD相機點擴散函數參數代入步驟1)中的點擴散函數模型， 並對點擴散函數進行傅立葉變換，得到光學傳遞函數； 6) 對步驟5)得到的光學傳遞函數取模，即為調製傳遞函數，並以第一個調製傳遞函數 值為基準進行歸一化處理，通過坐標變換得到空間任意方向Θ上的調製傳遞函數；將空間 任意方向Θ上Nyquist頻率處的調製傳遞函數值作為凝視衛星面陣CCD相機的MTF指標 評價值。
【文檔編號】G01C25/00GK104111080SQ201410286149
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】王愛春, 傅俏燕, 閔祥軍, 陸書寧, 潘志強, 李曉進, 韓啟金, 張學文, 劉李, 李照洲 申請人:中國資源衛星應用中心