一種星載傳感器成像仿真方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及遙感衛(wèi)星圖像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種星載傳感器成像仿真方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 經(jīng)過國家近些年的持續(xù)關(guān)注和重點投入，衛(wèi)星遙感發(fā)展迅速，截至2013年底，我 國已經(jīng)發(fā)射且在軌的遙感衛(wèi)星超過40余顆（規(guī)劃到2020年將達到100余顆），我國已經(jīng)初 步形成規(guī)?；倪b感對地觀測體系，實現(xiàn)了衛(wèi)星遙感從概念普及階段到技術(shù)成長階段，再 到產(chǎn)業(yè)化成長階段的過程。但與美國等世界發(fā)達國家相比，我國遙感應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化從發(fā)展 規(guī)模、技術(shù)水平等方面還存在很大差距。造成此狀況的一個重要原因是遙感全產(chǎn)業(yè)鏈一體 化科學論證與頂層設(shè)計不足、遙感衛(wèi)星研制和遙感應(yīng)用脫節(jié)、遙感系統(tǒng)綜合應(yīng)用能力不足， 不能滿足我國遙感產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展對遙感應(yīng)用技術(shù)研究和發(fā)展提出的新要求。
[0003] 為了提高我國高分辨率遙感衛(wèi)星的成像質(zhì)量，通過反射前的衛(wèi)星成像仿真是一條 重要的途徑，同時對在軌衛(wèi)星的成像仿真與質(zhì)量分析，為后續(xù)發(fā)射衛(wèi)星的設(shè)計提供技術(shù)支 持，也是一種切實可行的方法。國內(nèi)遙感成像全鏈路仿真平臺的研發(fā)起步較晚，但已有航天 五院總體部、航天五院503所（包括航天天繪）、航天五院508所、華中科大、北理工、哈工 大、測繪局、中科院遙感所等多家單位在平臺核也結(jié)構(gòu)和模塊組成方面獨立開展了相關(guān)的 工作?？傮w上看，通過各單位的互補，國內(nèi)已經(jīng)具備對平臺各子系統(tǒng)/模塊的研發(fā)能力，但 尚無一家單位能夠研制完整的遙感平臺。
[0004] 大氣福射傳輸仿真是遙感成像全鏈路仿真平臺的重要組成部分，也是影響因素最 多的環(huán)節(jié)，仿真精度難W保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種星載傳感器成像仿真方法及裝置，W實現(xiàn)高精 度大氣福射傳輸仿真。
[0006] 本發(fā)明實施例采用W下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種星載傳感器成像仿真方法，包括：
[000引根據(jù)大氣程福射，鄰近像元的交叉福射影響權(quán)重，W及地面目標反射率圖像獲取 當前大氣表觀福亮度參數(shù)；
[0009] 根據(jù)大氣點擴散函數(shù)W及所述當前大氣表觀福亮度參數(shù)獲取星載傳感器的入瞳 福亮度場圖像。
[0010] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種星載傳感器成像仿真裝置，包括：
[0011] 當前大氣表觀福亮度參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)大氣程福射，鄰近像元的交叉福射 影響權(quán)重，W及地面目標反射率圖像獲取當前大氣表觀福亮度參數(shù)；
[0012] 入瞳福亮度場圖像獲取單元，用于根據(jù)大氣點擴散函數(shù)W及所述當前大氣表觀福 亮度參數(shù)獲取星載傳感器的入瞳福亮度場圖像。
[0013] 本發(fā)明實施例通過，根據(jù)大氣程福射，鄰近像元的交叉福射影響權(quán)重，W及地面目 標反射率圖像獲取當前大氣表觀福亮度參數(shù)，根據(jù)大氣點擴散函數(shù)W及所述當前大氣表觀 福亮度參數(shù)獲取星載傳感器的入瞳福亮度場圖像，考慮了地面目標反射、大氣程福射、鄰近 目標的交叉福射H方面影響，保障了大氣福射傳輸仿真精度。
【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所 需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)本發(fā)明實施 例的內(nèi)容和該些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1是本發(fā)明具體實施例一所述的星載傳感器成像仿真方法流程圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明具體實施例二所述的星載傳感器成像仿真方法流程圖；
[0017] 圖3是本發(fā)明具體實施例H所述的星載傳感器成像仿真方法流程圖；
[0018] 圖4是本發(fā)明具體實施例四所述的星載傳感器成像仿真方法流程圖；
[0019] 圖5是本發(fā)明具體實施例五所述的星載傳感器成像仿真裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020] 圖6是衛(wèi)星天頂角幾何關(guān)系不意圖；
[0021] 圖7是衛(wèi)星方位角幾何關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達到的技術(shù)效果更加清楚，下面 將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅 是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在 沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0024] 實施例一
[00巧]圖1是本實施例所述的星載傳感器成像仿真方法流程圖。如圖1所示，本實施例 所述的星載傳感器成像仿真方法包括：
[0026] 步驟S101、根據(jù)大氣程福射，鄰近像元的交叉福射影響權(quán)重，W及地面目標反射率 圖像獲取當前大氣表觀福亮度參數(shù)。
[0027] 地面場景的福射量經(jīng)過大氣福射傳輸?shù)竭_傳感器入瞳處，主要存在W下幾部分的 貢獻：一是來自地表目標對太陽直射和漫射光反射作用；二是大氣對太陽光的散射和自身 熱福射的貢獻，即程福射；H是背景光和漫射光的影響，地面臨近區(qū)域的交叉福射。因此，在 計算時將上述H種因素都考慮進去可W得到更加全面、客觀的結(jié)果。
[0028] 對于朗伯體反射的地表，衛(wèi)星載荷相機觀測到入瞳福亮度可W用下面簡化的公示 表不：
[0029]
【主權(quán)項】
1. 一種星載傳感器成像仿真方法，其特征在于，包括： 根據(jù)大氣程輻射，鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重，以及地面目標反射率圖像獲取當前 大氣表觀輻亮度參數(shù)； 根據(jù)大氣點擴散函數(shù)以及所述當前大氣表觀輻亮度參數(shù)獲取星載傳感器的入瞳輻亮 度場圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)大氣程輻射，鄰近像元的交叉輻射影響 權(quán)重，以及地面目標反射率圖像獲取當前大氣表觀輻亮度參數(shù)具體包括： 根據(jù)歷史的大氣程輻射，鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重，以及地面目標反射率圖像建 立大氣表觀輻亮度查找表，其中所述大氣表觀輻亮度查找表包括歷史觀測條件、以及該觀 測條件下的大氣表觀輻亮度參數(shù)； 獲取當前觀測條件； 根據(jù)當前觀測條件查找所述大氣表觀輻亮度查找表，獲取當前大氣表觀輻亮度參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述觀測條件包括以下至少一項：氣溶 膠類型、大氣模式、月份、太陽天頂角、觀測天頂角和波長。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)大氣程輻射，鄰近像元的交叉輻射影響 權(quán)重，以及地面目標反射率圖像獲取當前大氣表觀輻亮度參數(shù)具體包括： 獲取當前大氣程輻射，獲取當前鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重，以及獲取當前地面目 標反射率圖像； 根據(jù)所述當前大氣程輻射，所述當前鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重，以及所述當前地 面目標反射率圖像實時計算當前大氣表觀輻亮度參數(shù)。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述實時計算當前大氣表觀輻亮度參數(shù)為 利用MODTRAN軟件執(zhí)行所述實時計算。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，獲取當前大氣程輻射的操作具體包括： 根據(jù)當前大氣光學特性參數(shù)獲取大氣點擴散函數(shù)，根據(jù)大氣點擴散函數(shù)獲取當前大氣 程輻射。
7. 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，獲取當前鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重 的操作具體包括： 根據(jù)大氣氣溶膠光學厚度，瑞利散射光學厚度，以及吸收氣體光學厚度，獲取鄰近像元 的交叉輻射影響權(quán)重。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括，在根據(jù)所述大氣點擴散函 數(shù)以及當前大氣表觀輻亮度參數(shù)獲取星載傳感器的入瞳輻亮度場圖像之后，根據(jù)星載傳感 器的光譜響應(yīng)曲線，對響應(yīng)波段內(nèi)各個波長上的光譜輻亮度場圖像進行加權(quán)，獲取等效的 全波段入瞳輻亮度場圖像。
9. 一種星載傳感器成像仿真裝置，其特征在于，包括： 大氣表觀輻亮度參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)大氣程輻射，鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重， 以及地面目標反射率圖像獲取當前大氣表觀輻亮度參數(shù)； 入瞳輻亮度場圖像獲取單元，用于根據(jù)大氣點擴散函數(shù)以及所述當前大氣表觀輻亮度 參數(shù)獲取星載傳感器的入瞳輻亮度場圖像。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述當前大氣表觀輻亮度參數(shù)獲取單元具 體用于： 根據(jù)歷史的大氣程輻射，鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重，以及地面目標反射率圖像建 立大氣表觀輻亮度查找表，其中所述大氣表觀輻亮度查找表包括歷史觀測條件、以及該觀 測條件下的大氣表觀輻亮度參數(shù)； 獲取當前觀測條件； 根據(jù)當前觀測條件查找所述大氣表觀輻亮度查找表，獲取當前大氣表觀輻亮度參數(shù)。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述觀測條件包括以下至少一項：氣 溶膠類型、大氣模式、月份、太陽天頂角、觀測天頂角和波長。
12. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述當前大氣表觀輻亮度參數(shù)獲取單元具 體用于： 獲取當前大氣程輻射，獲取當前鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重，以及獲取當前地面目 標反射率圖像； 根據(jù)所述當前大氣程輻射，所述當前鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重，以及所述當前地 面目標反射率圖像實時計算當前大氣表觀輻亮度參數(shù)。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述實時計算當前大氣表觀輻亮度參數(shù) 為利用MODTRAN軟件執(zhí)行所述實時計算。
14. 如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，獲取當前大氣程輻射具體包括： 根據(jù)當前大氣光學特性參數(shù)獲取大氣點擴散函數(shù)，根據(jù)大氣點擴散函數(shù)獲取當前大氣 程輻射。
15. 如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，獲取當前鄰近像元的交叉輻射影響 權(quán)重具體包括： 根據(jù)大氣氣溶膠光學厚度，瑞利散射光學厚度，以及吸收氣體光學厚度，獲取鄰近像元 的交叉輻射影響權(quán)重。
16. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括全波段入瞳輻亮度場圖像 獲取單元，用于在根據(jù)大氣點擴散函數(shù)以及所述當前大氣表觀輻亮度參數(shù)獲取星載傳感器 的入瞳輻亮度場圖像之后，根據(jù)星載傳感器的光譜響應(yīng)曲線，對響應(yīng)波段內(nèi)各個波長上的 光譜輻亮度場圖像進行加權(quán)，獲取等效的全波段入瞳輻亮度場圖像。
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種星載傳感器成像仿真方法及裝置，方法包括：根據(jù)大氣程輻射，鄰近像元的交叉輻射影響權(quán)重，以及地面目標反射率圖像獲取當前大氣表觀輻亮度參數(shù)；根據(jù)大氣點擴散函數(shù)以及所述當前大氣表觀輻亮度參數(shù)獲取星載傳感器的入瞳輻亮度場圖像，能提升大氣輻射傳輸仿真精度。
【IPC分類】G01S7-497
【公開號】CN104880701
【申請?zhí)枴緾N201410489945
【發(fā)明人】張蕎, 馬靈霞, 張子健, 姜禾, 汪紅強, 馬狄, 郭翠翠, 陳科杰, 肖倩
【申請人】航天恒星科技有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2014年9月23日