一種寬視場線陣ccd相機的相對輻射校正方法
2023-12-02 05:10:36
專利名稱：一種寬視場線陣ccd相機的相對輻射校正方法
技術領域：
本發明涉及一種寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正方法，特別涉及一種環境減災衛星多光譜相機的相對輻射校正。
背景技術：
線陣CCD相機的視場角限制了掃描的刈幅寬度，使得遙感數據在實現全天候、全天時的對地觀測時受限，通過增加線陣CCD的長度，增大視場角，可以使傳感器掃描的刈幅寬度增加，但視場邊緣響應率低，受輻射亮度測量技術的限制，很難獲得儘可能全面的地面 信息，這使得採用單鏡頭線陣CCD相機的總視場不可能很大，為此通過兩個較小視場且光軸有一定夾角的兩臺線陣CCD相機進行視場拼接，從而實現寬視場的大範圍成像，例如環境減災衛星兩臺線陣CXD拼接後的視場角約為57° (單臺線陣CXD成像的視場角約30°角)，一景影像就可覆蓋700km寬度，使得CXD相機的時間解析度很高，重放周期只有2天，能夠對災情進行快速評估。在理想狀態下，線陣C⑶相機的每一個像元輸出的灰度值與輸入的輻亮度成正t匕，但由於CCD探測器的各片、各抽頭、各探元的像元不一致性以及系統電路的差異等各種不穩定因素的存在導致其對應關係不存在，為此通過相對輻射校正對線陣CCD各像元間的不一致性進行糾正，目前在軌衛星圖像的相對輻射校正常採用均勻景統計法，這種方法對單鏡頭線陣CCD相機缺少發射前整星對接的定標數據和發射後未能獲得星上的內定標數據的相對輻射校正取得很好效果；但是採用該種方法對存在一定傾斜夾角的寬視場線陣CCD相機進行相對輻射校正效果卻不是很理想，因為該方法沒有考慮線陣CCD傾斜一定角度會引入光瞳畸變、瞳型畸變和遠心性造成的像平面光照度非線性邊緣減光現象，而這是寬視場線陣CCD相機響應不均勻性的一個主要誤差來源。
發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正方法，該方法能夠解決寬視場線陣CCD成像的問題。本發明的技術解決方案是一種寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正方法，步驟如下(I)選取均勻景影像要求能覆蓋所有的探測像元，均勻景的瞬時相對變化小於衛星載荷的相對輻射校正精度要求；(2)劃分分視場把寬視場線陣CCD相機的視場角，以預定的角度間隔將線陣CCD相機的探測像元分為不同視場；(3)計算不同分視場的幅寬以及所包含的探測像元數；(4)分視場均勻景校正依據上述得到的分視場內探測像元數，計算出每個分視場內探測像元DN的平均值，計算出每個分視場內探測像元的增益值；(5)分視場區域均勻景校正在上述角度間隔劃分視場的基礎上，按角度間隔的倍數將分視場重新分為等倍數角度間隔的不同分視場區域，對此不同區域重複步驟(3)、
(4)進行不同等倍數角度間隔下分視場區域均勻景計算；(6)寬視場線陣CXD相機的整體探測像元校正將上述不同角度間隔下分視場均勻區域計算得到每個分視場內探測像元的不同增益值，進行整體擬合即可得到寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正係數。所述的預定的角度間隔一般小於1°。本發明與現有技術相比有益效果為 (I)本發明針對寬視場線陣CCD相機的成像數據特點，提出採用分視場均勻景統計法，實現了寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正技術問題。(2)本發明依據寬視場線陣CCD相機的成像幾何光學和光度學，對寬視場線陣CCD相機的視場角採用循環迭代劃分，進行分視場均勻景校正，有效地解決了寬視場線陣CCD相機由傾斜夾角引起的像平面光照度分布不均勻性。(3)本發明為寬視場線陣CCD相機提出的方法，兼顧了寬視場線陣CCD相機成像特性與算法可實行性，對同類衛星的應用也具有很強的實用性。
圖I為本發明方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖I對本發明做詳細介紹，具體步驟實現過程如下(I)均勻景影像選取，從覆蓋角度來說，其要求能覆蓋所有的探測元；從輻射角度考慮，其要求均勻景的瞬時相對變化(S)小於衛星載荷的相對輻射校正精度要求，瞬時相對變化依據公式①可計算。S = c7mZ-~①
/DN式中萬〒為選取均勻景影像DN值的均值；O DN為選取均勻景影像DN值的方差；(2)分視場劃分，把寬視場線陣CCD相機的視場角0 F0V,以一定的角度間隔將線陣CCD相機的探測像元分為不同的視場，並計算不同分視場的幅寬以及所包含的探測像元數；(2. I)角度劃分間隔通過兩臺線陣CCD相機視場拼接實現寬視場覆蓋，通常其星點下對稱放置平分視場，為此預定的角度間隔0將一半的視場角度平分為m等分，即有②關係
Q」^L = mx 沒②
2依據線陣CCD相機視場角對傳感器入瞳處輻射亮度的影響分析，建議設置角度間隔0小於1°，以實現高精度的相對輻射校正。(2. 2)分視場幅寬計算
依據視場角、幅寬以及衛星高度的關係，通過公式③可計算每一角度間隔內的幅寬!^ ；Li+1 = [tan[ (i+1) X 9 ]-tan[i X 9 ] ] XH③式中i為第i個角度間隔，i G
；H為衛星高度；Ltl對應星下點其作為參考原點；
權利要求
1.一種寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正方法，其特徵在於步驟如下 (1)選取均勻景影像要求能覆蓋所有的探測像元，均勻景的瞬時相對變化小於衛星載荷的相對輻射校正精度要求； (2)劃分分視場把寬視場線陣CCD相機的視場角，以預定的角度間隔將線陣CCD相機的探測像元分為不同視場； (3)計算不同分視場的幅寬以及所包含的探測像元數； (4)分視場均勻景校正依據上述得到的分視場內探測像元數，計算出每個分視場內探測像元DN的平均值，計算出每個分視場內探測像元的增益值； (5)分視場區域均勻景校正在上述角度間隔劃分視場的基礎上，按角度間隔的倍數將分視場重新分為等倍數角度間隔的不同分視場區域，對此不同區域重複步驟(3)、(4)進行不同等倍數角度間隔下分視場區域均勻景計算； (6)寬視場線陣CCD相機的整體探測像元校正將上述不同角度間隔下分視場均勻區域計算得到每個分視場內探測像元的不同增益值，進行整體擬合即可得到寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正係數，利用得到的相對輻射校正係數得到輻射校正後的圖像。
2.根據權利要求I所述的一種寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正方法，其特徵在於所述的預設的角度間隔一般小於1°。
全文摘要
一種寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正方法，(1)選取均勻景影像；(2)劃分分視場把寬視場線陣CCD相機的視場角，以預定的角度間隔將線陣CCD相機的探測像元分為不同視場；(3)計算不同分視場的幅寬以及所包含的探測像元數；(4)依據上述得到的分視場內探測像元數，計算出每個分視場內探測像元DN的平均值，計算出每個分視場內探測像元的增益值；(5)在上述角度間隔劃分視場的基礎上，按角度間隔的倍數將分視場重新分為等倍數角度間隔的不同分視場區域，對此不同區域重複步驟(3)、(4)進行不同等倍數角度間隔下分視場區域均勻景計算；(6)將上述不同角度間隔下分視場均勻區域計算得到每個分視場內探測像元的不同增益值，進行整體擬合即可得到寬視場線陣CCD相機的相對輻射校正係數。
文檔編號G01J3/28GK102752504SQ20121024372
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者傅俏燕, 李曉進, 潘志強, 王愛春, 閔祥軍, 韓啟金 申請人:中國資源衛星應用中心