反射光学系统杂散光的消除

成像光学系统中的杂散光会引起像质模糊和对比度下降,在对像质要求较高,或被探测的光能量微弱的情况下,必须对杂散光进行消除。R-C (Ritchey-Chretien)系统是卡塞格林系统的一种形式,在地面光电探测和空间对地观测等方面都有广泛应用。以焦距为2 m,相对孔径为1/4的R-C系统为例,介绍了利用计算机仿真技术进行消杂散光设计和评价的原理,结合CAD建模进行了主镜内遮光罩、外遮光筒、次镜百叶窗式遮光罩的设计。使用光线模拟追迹软件TRACEPRO建立的测试系统进行仿真测试,得到R-C系统的杂光系数为6.4%,证明了设计的可行性,为应用和进一步的优化设计提供了依据。     

TMC系统主镜的平板补偿自准检验方法

针对TMC(三镜卡塞格林)光学系统凹椭球面主镜的检验,本文提出了一种平板补偿的自准检验方法.该方法克服了OFFENER零位补偿器本身性能难以检验,只能靠加工和装调保证精度的问题.针对TMC主镜面形与抛物面接近的特点,对平板补偿的自准检验方案进行了理论分析,利用二次非球面的法线像差性质推导了检验光路中球差的表达式,并利用最小剩余球差进行补偿平板参数的确定.对某TMC系统顶点曲率1 589mm,二次系数-0.983,口径φ500 mm的主镜检验,设计了尺寸仅为φ34.2 min×9.126 5 mm的补偿平板.在ZEMAX中计算的结果表明,经平板补偿后的检验光路波像差RMS值为0.003λ,可满足TMC主镜的高精度检验要求.对补偿平板的检验方法,以及加工和使用中应当采取的措施也进行了考虑.与常用检验方法相比,本文方法具有容易对平板性能进行检验,成本低、研制周期短等优点.     

基于高频修正姿态的高分辨率光学卫星全色与多光谱影像几何定位一致性修正

针对具有高姿态测量精度、高姿态稳定度且探测器采用机械式交错拼接的光学卫星受到微量高频姿态误差影响时，所产生的全色数据与多光谱数据间微小几何定位误差问题，提出了基于高频修正姿态的高分辨率光学卫星全色与多光谱影像几何定位一致性修正方法。在推扫式光学遥感卫星成像原理的基础上建立严密成像几何模型，利用机械式交错拼接成像探测器的分时成像特性，结合几何定位约束及金字塔影像搜索策略的同名点匹配方法获取同名点数据，再利用同名点数据解算卫星成像过程中的高频姿态数据。最后，将解算得到的高频姿态用于对应多光谱影像的传感器几何校正处理中，得到基于高频修正姿态的多光谱影像数据。实验结果表明：该方法有效消除了由微量高频姿态误差引起的全色数据与多光谱数据间微小的几何定位偏差，使传感器几何校正后的多光谱数据与全色数据具有高精度几何定位一致性，将具有高姿态测量精度、高姿态稳定度且探测器采用机械式交错拼接的高分辨率推扫模式成像光学卫星的全色数据与多光谱数据间行方向的相对几何定位误差提升至0.15个多光谱像元，以为后续高精度影像融合产品的生产奠定基础。     

基于吉林一号光谱星影像的农作物叶面积指数反演

吉林一号光谱星的发射提高了我国对地观测能力，并且在农业定量反演方面具有较大的潜力，为了准确、有效地反演农作物关键参数，分析吉林一号光谱星影像的反演能力具有重要意义。以内蒙古乌拉特前旗、正蓝旗、科尔沁右翼前旗的农田为研究区，基于吉林一号光谱星影像，使用优化后的PROSAIL模型和曲线匹配算法，对不同物候期内的玉米和水稻叶面积指数(LAI)进行了反演，并结合实测LAI数据进行了精度验证。结果表明：优化后的PROSAIL模型其参数范围和参数步长更适用于农作物LAI反演，在保证精度的前提下精简了查找表的容量；基于特征值的曲线匹配算法在空间分布高度一致、误差绝对值均值为0.41的情况下，计算效率平均提高了41.43%；研究区不同物候期内的玉米和水稻LAI反演精度R²为0.72～0.9,RMSE为0.32～0.49。其中，玉米开花期精度最高(R²=0.9,RMSE=0.4)，玉米成熟期精度最低(R²=0.72,RMSE=0.47)。综上所述，基于吉林一号光谱星影像反演农作物LAI具有精度高、误差小的特点，研究结果可为该数据在农作物L...     

基于多要素叠加的大区域遥感拍摄分解研究

区域目标分解是遥感卫星对大区域覆盖成像任务规划的关键环节，对快速获取大区域有效数据具有重要意义。基于对卫星大区域拍摄任务的规划经验，总结了大区域拍摄实际业务中的主要影响要素，包括卫星轨道过境、窗口区域云量和底图实时更新，提出了基于多要素叠加的大区域拍摄分解方法。该方法通过将云量要素应用到每个过境窗口的拍摄条带的分解中，基于贪婪算法的思想获得每次卫星过境中成像条件较优的拍摄条带，可提升卫星对大区域拍摄的单次数据获取有效率和整体覆盖效率。该方法已应用于“国产中高分辨率宽波段多光谱卫星数据集构建和高效国际化服务”项目，为吉林一号光谱星快速获取“一带一路”沿线区域数据提供支持。对比该方法使用前后两期区域覆盖数据获取情况，数据覆盖效率提升约44%。     

基于多个稳定目标的吉林一号光谱02卫星多光谱成像仪的在轨绝对辐射定标

卫星在轨后精准的绝对辐射定标是对其观测数据进行定量化应用的基础。与传统的场地定标法、交叉定标法相比，基于稳定场景目标的定标方法具有成本低、频次高、可实现历史数据定标等优点。使用中分辨率成像光谱仪（MODIS）的MCD19A1产品、MCD43A1产品和MOD03(MYD03)产品模拟出MODIS band8在光谱02卫星观测条件下的方向反射率，再结合MCD43A1产品中MODIS band1～band5的方向反射率、MCD19A2产品中的气溶胶参数、水汽参数以及MOD07(MYD07)产品中的臭氧参数，对2021年10月光谱02卫星多光谱成像仪对多个稳定目标成像的入瞳辐亮度进行辐射传输模拟，实现对其在轨绝对辐射定标。对该定标系数的真实性检验结果表明：与发射前定标系数相比，基于重新标定系数进行大气校正的结果与哨兵2号反射率产品的差异明显减小；重新标定的观测辐亮度与包头地基自动辐射定标数据的平均相对差异为3.18%，说明定标结果具有较高的精度。研究结果可以为使用稳定目标对中高空间分辨率光学遥感卫星在轨绝对辐射定标提供方法支撑。