光线追踪逐点匹配：空间时间延迟积分CCD相机机动成像快速几何校正算法优化

本文主要探讨了基于线阵时间延迟积分（Time Delayed Integration, TDI）电荷耦合器件（Charge Coupled Device, CCD）的航天相机在机动成像过程中的快速几何校正算法。在航天器，尤其是灵巧卫星的飞行中，由于姿态机动以及地球曲率的影响，动态成像会受到严重的几何畸变。这种畸变直接影响图像的质量和后续处理的准确性。 研究者针对这一问题，采用光线追迹逐点匹配（Ray Tracing Point Matching）方法，对机动成像条件下的空间成像几何关系进行了深入分析。该方法通过追踪光线路径并进行精确的点对点匹配，将复杂的地球曲率和姿态变化对成像影响转化为可量化的关系，从而推导出了一套数学解析的几何校正模型。这个模型能够实时校正因机动引起的像面几何变形，确保成像的准确性。 为了验证该算法的有效性，研究团队利用小卫星姿态控制系统物理仿真平台进行了实验。实验结果显示，通过该算法，姿态角的确定精度达到了0.05°，而姿态稳定度则达到了0.005°/s的高水平，这表明算法在实际应用中具有很高的稳定性和精度。特别是在最大扫描角为45°的情况下，算法表现出色，成功解决了机动成像的几何畸变问题，显著提高了图像的成像质量。 关键词包括成像系统、机动成像、像移、地面像元分辨率和快速几何校正，这些都直接指向了文章的核心研究内容和技术挑战。整体而言，这篇文章对解决小型卫星在机动飞行中的动态成像问题提供了创新的解决方案，对于提升航天器成像技术的实用性具有重要的理论和实践价值。