大畸变航天相机焦平面弧形拼接优化技术

本文主要探讨了大畸变航天遥感相机焦平面的弧形拼接技术，以解决在航天遥感过程中遇到的问题。航天遥感相机通常采用时间延迟积分（TDI）电荷耦合器件（TDICCD）和多光谱线阵探测器作为关键成像元件，这些器件的核心性能直接影响图像的质量。在轨道推扫成像时，由于相机的运动会产生像移，如果相机存在畸变，可能导致像移方向与TDI积分方向不一致，这将引起失配误差，从而影响影像的精确性。 作者首先构建了一个数学模型，对TDI方向和像移方向的失配进行了详细分析，区分了枕形畸变和桶形畸变两种情况，并提出了相应的弧形拼接策略。通过这种方式，弧形拼接能够补偿因畸变导致的像移，使得电荷转移方向和像移方向尽可能匹配，从而提高图像的成像质量。 接着，作者推导出了计算像移方向与TDI方向夹角的公式，以此为基础建立了一个目标函数，用于确定每一片探测器的精确弧形拼接角度。这个角度的计算是至关重要的，因为它直接影响到最终图像的校准精度。 最后，通过在轨实验验证了弧形拼接技术的有效性。实验结果显示，与拼接前相比，采用弧形拼接后的边缘视场配准精度显著提高，从4像素提升到了1像素，这标志着拼接策略在实际应用中的显著优势。 总结起来，这篇文章的重点在于研发一种有效的技术手段，通过调整焦平面探测器的拼接方式来对抗航天遥感相机的大畸变问题，从而提升成像质量和数据处理的准确性。这对于空间遥感领域的技术进步具有重要意义，对于保证卫星成像的高分辨率和稳定性具有关键作用。同时，这项研究也为其他类似设备的设计和优化提供了宝贵的参考。