CN108974397B - 一种线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法 - Google Patents

一种线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，包括步骤：进行视场拼接的光学载荷相机主体按照安装精度要求均安装于卫星；将卫星安装于二维转台；卫星、转台及观测靶标初始状态建立；转台沿俯仰方向转动，光学载荷对靶标成像；分析相机主体图像数据，确定视场重叠区域，完成视场拼接范围验证工作。本发明提供的验证方法，通过在整星环境下模拟载荷在轨推扫成像，从试验角度验证了2台或多台线阵成像光学载荷视场重叠范围与设计的符合性，消除了光学载荷相机主体间在轨视场不重叠的风险。

Description

一种线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法
技术领域
本发明涉及卫星测试技术领域，特别涉及一种线阵推扫成像光学载荷视场拼接范围验证方法。
背景技术
幅宽是光学载荷的一个重要技术指标，其决定因素包括应用需求和研制能力。研制过程中，受工程技术条件的限制，某些大幅宽光学载荷可采用多台设计相同的相机主体通过视场拼接实现。这就需要对相邻相机主体间的视场拼接设计进行验证。对于线阵推扫成像的光学载荷，在常规厂房试验中，难以判断各单台相机主体的视场范围，通过模拟光学载荷在轨推扫成像的方式，使光学载荷对目标成完整像，根据图像数据，可直观、明确地验证光学载荷相邻相机主体间的视场重叠情况是否满足设计要求。
目前光学载荷相机主体间视场重叠主要通过单台相机主体的视场范围及各相机主体在卫星上不同的安装角度来保证，没有发现同本发明类似的试验验证技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，通过在整星环境下模拟载荷在轨推扫成像，从试验角度验证了2台或多台线阵成像光学载荷视场重叠范围与设计的符合性，消除了光学载荷相机主体间在轨视场不重叠的风险。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。
一种线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，包括如下步骤：
步骤1，进行视场拼接的光学载荷相机主体按照安装精度要求均安装于卫星；
步骤2，将卫星安装于二维转台；
步骤3，确定光学载荷与靶标的距离、转台及靶标的摆放位置；
步骤4，将二维转台调整为水平状态；
步骤5，光学载荷开机，二维转台沿俯仰方向转动，光学载荷对靶标成像；
步骤6，分析相机主体图像数据，确定视场重叠区域。
优选地，所述步骤1中的光学载荷视场范围由2台或多台相机主体拼接实现；
优选地，所述步骤1中的光学载荷各相机主体装星状态与在轨实际状态一致；
优选地，所述步骤2中二维转台在水平和俯仰方向均可进行角度调节；
优选地，所述步骤3中光学载荷与靶标的距离根据光学载荷系统焦距确定，靶标距离光学载荷尽可能远；
优选地，所述步骤3中靶标尺寸需可覆盖光学载荷相机主体间视场重叠区域尺寸，水平方向可标有刻度；
优选地，所述步骤3中靶标放置于光学载荷相机主体视场重叠区域，相机主体重叠区域位置；
优选地，所述步骤4中二维转台调平后，与卫星连接的法兰面为水平状态，且转台俯仰轴角度为0，光学载荷视线方向与水平方向平行；
优选地，所述步骤5中二维转台在俯仰方向匀速转动，模拟光学载荷在轨推扫成像，使光学载荷完成对靶标成像；
优选地，所述步骤6中相机主体视场重叠区域根据各相机主体对靶标成像的共同部分确定，相机主体对靶标成像的共同部分尺寸可通过靶标刻度读取。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)提供了一种线阵推扫成像光学载荷视场拼接范围验证方法，填补了现有卫星试验技术中的空白；
(2)消除了光学载荷相机主体间在轨出现视场不重叠的风险；
(3)对在轨幅宽通过多台相机主体视场拼接实现的光学载荷，各相机主体间视场重叠区验证工作具有重要的指导意义。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为线阵推扫成像光学载荷视场拼接范围验证流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1所示，本发明提供了一种线阵推扫成像光学载荷视场拼接范围验证方法，包括如下步骤：
(1)进行视场拼接的光学载荷相机主体按照安装精度要求均安装于卫星；
(2)将卫星安装于二维转台；
(3)确定光学载荷与靶标的距离、转台及靶标的摆放位置；
(4)将二维转台调整为水平状态；
(5)光学载荷开机，二维转台沿俯仰方向转动，光学载荷对靶标成像；
(6)分析相机主体图像数据，确定视场重叠区域。
进一步地，步骤(1)中的光学载荷视场范围由2台或多台相机主体拼接实现；
进一步地，步骤(1)中的光学载荷各相机主体装星状态与在轨实际状态一致；
进一步地，步骤(2)中二维转台在水平和俯仰方向均可进行角度调节；
进一步地，步骤(3)中光学载荷与靶标的距离根据光学载荷系统焦距确定，靶标距离光学载荷尽可能远；
进一步地，步骤(3)中靶标尺寸需可覆盖光学载荷相机主体间视场重叠区域尺寸，水平方向可标有刻度；
进一步地，步骤(3)中靶标放置于光学载荷相机主体视场重叠区域，相机主体重叠区域位置；
进一步地，步骤(4)中二维转台调平后，与卫星连接的法兰面为水平状态，且转台俯仰轴角度为0，光学载荷视线方向与水平方向平行；
进一步地，步骤(5)中二维转台在俯仰方向匀速转动，模拟光学载荷在轨推扫成像，使光学载荷完成对靶标成像；
进一步地，步骤(6)中相机主体视场重叠区域根据各相机主体对靶标成像的共同部分确定，相机主体对靶标成像的共同部分尺寸可通过靶标刻度读取。
下面结合具体实施例，对本发明进一步描述，本实施例满足了光学载荷在轨成像性能要求。
光学载荷相机主体A和光学载荷相机主体B需按照在轨实际情况安装于卫星，以便准确验证光学载荷在轨视场拼接情况。
卫星安装于二维转台，利用二维转台在俯仰角的变化，实现光学载荷在轨推扫成像形式的模拟。
光学载荷与成像靶标的距离根据厂房实际情况确定，距离为20m。根据相机主体A的视场角度范围和相机主体B的视场角度范围，以及光学载荷相机主体A和光学载荷相机主体B在卫星上的安装方向、位置，确定20m距离处光学载荷相机主体A和光学载荷相机主体B的视场重叠区域宽度约为1m。考虑余量，设计成像靶标宽度2m。成像靶标通过工装固定，使靶标在水平、垂直方向的位置均可进行微调。
调整二维转台的方向，使卫星对地面正对成像靶标摆放。对二维转台进行调平，使二维转台法兰面保持水平，俯仰角度为0°，光学载荷视场面与水平方向平行。
二维转台、成像靶标初始状态建立后，光学载荷开机。可先进行光学载荷预成像，通过光学载荷遥感图像监视终端观察成像靶标在光学载荷相机主体A和光学载荷相机主体B图像中的成像情况，根据成像情况调整成像靶标的位置，使光学载荷相机主体A和光学载荷相机主体B可同时对成像靶标成像。预成像结束后，需将二维转台恢复初始状态。
光学载荷正式对成像靶标成像时，二维转台俯仰轴角度缓慢匀速增加，使光学载荷对成像靶标成完整像。通过光学载荷遥感图像监视终端读取光学载荷相机主体A和光学载荷相机主体B图像边界处的相机主体A遥感图像中视场边界处靶标读数R1和相机主体B遥感图像中视场边界处靶标读数R2。光学载荷相机主体A和光学载荷相机主体B视场重叠区域尺寸D可由下式确定：
D＝R2-R1。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，进行视场拼接的光学载荷相机主体按照安装精度要求均安装于卫星；
步骤2，将卫星安装于二维转台，利用二维转台在俯仰角的变化，实现光学载荷在轨推扫成像形式的模拟；
步骤3，确定光学载荷与靶标的距离、转台及靶标的摆放位置；
步骤4，将二维转台调整为水平状态；
步骤5，光学载荷开机，二维转台沿俯仰方向转动，光学载荷对靶标成像；
步骤6，分析相机主体图像数据，确定视场重叠区域。
2.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤1中光学载荷视场范围由2台或多台相机主体拼接实现。
3.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤1中光学载荷各相机主体装星状态与在轨实际状态一致。
4.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤2中二维转台在水平和俯仰方向均能进行角度调节。
5.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤3中光学载荷与靶标的距离根据光学载荷系统焦距确定。
6.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤3中靶标尺寸需能覆盖光学载荷相机主体间视场重叠区域尺寸，水平方向标有刻度。
7.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤3中靶标放置于光学载荷相机主体视场重叠区域。
8.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤4中二维转台调平后，与卫星连接的法兰面为水平状态，且转台俯仰轴角度为0，光学载荷视线方向与水平方向平行。
9.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤5中二维转台在俯仰方向匀速转动，模拟光学载荷在轨推扫成像，使光学载荷完成对靶标成像。
10.根据权利要求1所述的线阵推扫成像光学载荷的视场拼接范围验证方法，其特征在于，步骤6中相机主体视场重叠区域根据各相机主体对靶标成像的共同部分确定，相机主体对靶标成像的共同部分尺寸通过靶标刻度读取。
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