一種凝視衛(wèi)星面陣ccd相機的mtf在軌檢測方法
【專利摘要】一種凝視衛(wèi)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(shù)模型，并對點源進行設(shè)計和布設(shè)；其次求取點源區(qū)每個像元的點擴散函數(shù)值，并利用最小范數(shù)求解得到面陣CCD相機的點擴散函數(shù)參數(shù)，進而得到光學傳遞函數(shù)；最后光學傳遞函數(shù)取模，即為調(diào)制傳遞函數(shù)，并以第一個調(diào)制傳遞函數(shù)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(diào)制傳遞函數(shù)；將空間任意方向θ上Nyquist頻率處的調(diào)制傳遞函數(shù)值作為凝視衛(wèi)星面陣CCD相機的MTF指標評價值。本發(fā)明解決了【背景技術(shù)】中的凝視衛(wèi)星面陣CCD相機MTF無在軌檢測的技術(shù)問題。
【專利說明】-種凝視衛(wèi)星面陣CCD相機的MTF在軌檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及凝視衛(wèi)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(wèi)星面陣相機的MTF檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 凝視衛(wèi)星可實時、定點的對視場內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象進行連續(xù)的觀測，也可根據(jù)用戶需 求直接定制連續(xù)的觀測，其靈活連續(xù)的觀測方式獲得比傳統(tǒng)對地觀測衛(wèi)星更多的關(guān)于"感 興趣目標地區(qū)"的動態(tài)信息。隨著凝視衛(wèi)星面陣CCD相機的靈敏度和分辨率提高，其獲得的 連續(xù)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(yīng)用領(lǐng)域，而這些信息的 應(yīng)用價值更大地取決于凝視衛(wèi)星面陣C⑶數(shù)據(jù)的成像質(zhì)量。但由于受到衛(wèi)星發(fā)射震動、空 間環(huán)境變化以及成像過程中光學、探測器和電子學子系統(tǒng)衰減等因素的影響，凝視衛(wèi)星面 陣(XD相機的成像質(zhì)量會使逐漸退化和衰變，從而降低了凝視衛(wèi)星面陣(XD相機數(shù)據(jù)的應(yīng) 用價值。因而，對凝視衛(wèi)星面陣CCD相機的成像質(zhì)量評價是十分必要的。
[0003] 調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF)是評價凝視衛(wèi)星面陣C⑶相機數(shù)據(jù)質(zhì)量的一個重要物理參 數(shù)，它既能客觀地反映一個成像系統(tǒng)的空間頻率特性，又能真實地反映成像系統(tǒng)對不同空 間目標的調(diào)制傳遞特性，是國際上通行的評價成像質(zhì)量的方法。目前，針對線陣CCD相機的 MTF已經(jīng)有對比度法、刃邊法和脈沖法等多種在軌檢測方法，但是由于面陣CCD光電接收陣 列是受空間和探元耦合影響很大的離散采集器件，其光學傳遞函數(shù)（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(yīng)用于凝視衛(wèi)星面陣 (XD相機的MTF在軌檢測。并且由于凝視衛(wèi)星面陣C⑶相機的遙感應(yīng)用起步較晚，到目前為 止，尚未見可查閱的文獻資料中有關(guān)這方面的檢測方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種凝視衛(wèi)星面陣CCD 相機的MTF在軌檢測方法，解決了【背景技術(shù)】中的凝視衛(wèi)星面陣CCD相機MTF無在軌檢測的 技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種凝視衛(wèi)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(shù)模型：
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種凝視衛(wèi)星面陣CCD相機的MTF在軌檢測方法，其特征在于步驟如下： 1) 建立點源物分布與像分布之間端對端的點擴散函數(shù)模型：
式中，X為點源像元在凝視衛(wèi)星垂軌方向的位置；y為點源像元在凝視衛(wèi)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(wèi)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(wèi)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(guān)系數(shù)； 2) 根據(jù)凝視衛(wèi)星C⑶相機地面分辨率的大小，基于Nyquist采樣定律，在點源布設(shè)區(qū)進 行點源的設(shè)計和布設(shè)； 21) 點源設(shè)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(qū)對應(yīng)凝視衛(wèi)星C⑶相機的一個像元； 22) 點源布設(shè)：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(shù)目MXN > 5X5 ;其中Μ為矩形或長方形 的行靶標數(shù)，Ν為矩形或長方形的列靶標數(shù)；點源間的距離大于等于5倍的凝視衛(wèi)星CCD相 機地面分辨率； 3) 獲取凝視衛(wèi)星面陣(XD相機過點源區(qū)的星地同步成像數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表觀輻 亮度數(shù)據(jù)，并對點源區(qū)每個像元的表觀輻亮度數(shù)據(jù)進行歸一化，得到點源區(qū)每個像元的點 擴散函數(shù)值； 4) 對步驟3)獲得的點擴散函數(shù)值進行變換，進一步將點源區(qū)每個像元的點擴散函數(shù) 變換整理為矩陣方程的向量表達式，并通過最小范數(shù)求解得到面陣CCD相機的點擴散函數(shù) 參數(shù)，即步驟1)點擴散函數(shù)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(shù)參數(shù)代入步驟1)中的點擴散函數(shù)模型， 并對點擴散函數(shù)進行傅里葉變換，得到光學傳遞函數(shù)； 6) 對步驟5)得到的光學傳遞函數(shù)取模，即為調(diào)制傳遞函數(shù)，并以第一個調(diào)制傳遞函數(shù) 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(diào)制傳遞函數(shù)；將空間 任意方向Θ上Nyquist頻率處的調(diào)制傳遞函數(shù)值作為凝視衛(wèi)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(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)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(wèi)星應(yīng)用中心