无人机载紧凑型PGP自校正可见近红外成像光谱系统设计

本文档主要探讨了基于PGP型（Prism-Grating-Prism）的自校正成像光谱仪系统设计与研究。在无人机（UAV）载荷高光谱成像技术日益重要的背景下，针对当前成像系统存在的技术挑战，设计者提出了一种创新的解决方案。系统的核心是将成像光谱仪与面阵相机集成在一个共同的光学路径中，这不仅提高了系统的紧凑性，还简化了硬件配置。 面阵相机的高帧频特性被充分利用，通过实时处理图像数据，可以精确地反演出相机在空间中的位置和姿态参数。这种实时定位技术对于确保高光谱图像的几何校正至关重要，使得图像在空间上的一致性得以保障，从而提升影像的准确性和可靠性。 设计的系统工作波段覆盖可见近红外区域，即400至1000纳米，具有43.6°的宽视野在幅宽方向，而飞行方向的视野为20.0°，这样的设计考虑到了应用环境下的各种角度需求。系统焦距设置为13毫米，光谱分辨率达到了非常优秀的2.5纳米，这意味着能够获取到极高分辨率的光谱信息，这对于地球观测、环境监测和遥感等领域有着显著的优势。 PGP型设计在文中被重点提及，它作为一种成本效益高的光学方案，提供了轻量化且资源利用率高的优势。通过ZEMAX软件进行深入的光学设计和分析，确保了整个系统的光学性能达到最优。这一软件在设计过程中扮演了关键角色，帮助优化了系统的整体性能，并可能涉及到复杂的光学模拟和仿真计算。 总结来说，这篇文档详细介绍了如何通过集成设计、实时参数反演和高精度校正技术，构建出一个紧凑型的、高性能的成像光谱仪系统。这种系统在解决无人机载荷高光谱成像仪的技术问题上取得了突破，为相关领域的科研和应用提供了新的可能性。