一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置及其试验方法制造方法及图纸

一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置及其试验方法

【技术实现步骤摘要】
一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置及其试验方法


[0001]本专利技术属于遥感卫星领域，具体涉及一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置及其试验方法
。

技术介绍

[0002]现有技术中针对图像成像质量评估的试验平台采用桌面系统平台，使得待检测相机与目标景物之间不存在相对运动，目标景物采用倾斜刃边模拟偏流角对成像质量的影响
。
不存在相机与被摄目标的相对平动或转动，即在成像质量评估试验时，对于相机在轨时的速高比
v/h、
偏流角
θ
这两个对成像质量的主要影响因素未进行考虑
。
[0003]现有技术提出一种装置用于进行图像成像质量评估，该装置可以对相机在轨时的速高比
v/h、
偏流角
θ
这两个对成像质量的主要影响因素进行模拟
。
试验系统主要组成如下图
13
所示，提出了基于四维运动平台的动态目标发生装置，如下图
14
所示，其中位移台1是一个水平位移台，靶标固定在这个平台上，可以在垂直于光轴方向的水平面内匀速运动，实现被摄目标与相机之间的相对运动；位移台2用于实现偏流角的产生，均匀光源被固定在位移台2上，可以围绕着光学准直系统的光轴所在直线旋转，可以实现实际成像过程中偏流角的模拟，转台角度的变化范围为
±
14
°
；位移台3可以沿着光轴方向运动，从而将靶标移动到光学准直系统的焦面位置；位移台4是一个升降台，可以实现靶标上下位置的调整，并且需要在相机装调时对靶标的条纹与
TDICCD
进行像素级对准；但是不存在对相机的运动模拟而只存在对被摄目标的一维运动模拟，即相机与被摄目标的相对运动单一，只存在单轴方向
。
[0004]现有技术中提出了采用刃边法进行成像质量评估的标准方法
。
采用质心法检测刃边边缘点，之后采用最小二乘法进行直线拟合，采用超采样的方法获取图像的边缘扩展函数
ESF
，进行差分运算等一系列运算后得到图像的
MTF
曲线；但是质心法的检测边缘的精度较低，且未考虑噪声的影响，
ESF
曲线的精度对于之后的
LSF
曲线计算以及
MTF
计算的准确性起决定作用，但在该标准中的
ESF
曲线未进行去噪声处理
。
[0005]论文“小波变换在信号去噪方面的仿真研究
(
科技创新与应用，陆苗霞，
2022
，
12(05)
：
48
‑
50)”中分析了目前软硬阈值的优缺点，并为了更好的实现信号去噪，给出了一种改进的阈值函数公式，该改进函数没有直接将系数小于阈的值置为零，而是保留了部分信号，增强了信号的可读性，相较于其他函数，在信噪比和均方根误差上都有一定的改善
。
但是其提出的阈值函数在阈值处不连续，会产生伪吉布斯现象，从而带来不必要的高频噪声干扰，同时该阈值函数的滤波效果较差
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置，用以解决现有技术中实际相机所在的卫星执行在轨任务时存在三轴转动，即被摄目标可能脱离相机视场，现有的试验平台不存在对相机的运动模拟而只存在对被摄目标的一维运动模拟，即相机与被摄目标的相对运动单一，只存在单轴方向的问题，且靶标形状更换不太方便且存在对准及安
装误差的问题
。
[0007]本专利技术提供一种空间目标高精度指向与成像评估试验方法，用以实现
MTF
计算精度的提高
。
[0008]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0009]一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置，所述试验装置包括被测目标及五维移动平台
15、
遥感卫星地面模拟装置和地面监控平台；
[0010]所述被测目标及五维移动平台
15
，通过被测目标
15
‑1内的光学准直系统
15
‑2将点光源转化为平行光，同时整个装置固连，减少安装误差，被测目标安装于五维移动平台上，模拟无穷远处目标的运行方式；
[0011]所述遥感卫星地面模拟装置，用于模拟遥感卫星的运行方式及运行轨道；
[0012]所述地面监控平台，用于提供人机交互界面并远程通过无线网络通讯向平台及装置发送运行任务及接收平台及装置的反馈信号
。
[0013]进一步的，所述被测目标及五维移动平台
15
包括二维移动平台
15
‑3和三维移动平台
15
‑4，所述被测目标及五维移动平台
15
的中心放置被侧目标
15
‑1；
[0014]所述被测目标
15
‑1的靶标
15
‑5可依据所需测量的物体形状进行更换；
[0015]所述被测目标
15
‑1的靶标
15
‑5处可采用插片形式的安装方式；
[0016]所述被测目标
15
‑1的靶标
15
‑5处也可采用可旋转靶标的方式；
[0017]所述三维转台
15
‑4将被测目标
15
‑1固连在其上；三维转动模拟的俯仰和偏航方向转动用于将光学准直系统
15
‑2的光轴方向对准相机镜头，余下滚转方向转动用于模拟偏流角
θ
这一成像质量主要影响因素；
[0018]所述二维转台
15
‑3用于模拟目标在相机拍摄平面上的水平和竖直方向移动从而模拟速高比
v/h
这一成像质量主要影响因素
。
[0019]进一步的，所述遥感卫星地面模拟装置包括仪表平台
1、
气浮球
2、
气浮球轴承座
3、
供气系统
4、
支撑柱
5、
底座
6、
铝板
7、
执行机构
8、
测量系统
9、
供电系统
10、
调平衡装置
11、
控制计算机
12、
无线路由器Ⅰ13
和待测相机
14
；
[0020]所述仪表平台1的下端设置气浮球2，所述气浮球2下端设置气浮球轴承座3，所述气浮球轴承座3的底端设置支撑柱5，所述的底端设置底座6，所述仪表平台1的底端下方两侧分别设置铝板7；
[0021]所述仪表平台1上设置执行机构
8、
测量系统
9、
供电系统
10、
调平衡装置
11、
控制计算机
12、
无线路由器Ⅰ13<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置，其特征在于，所述试验装置包括被测目标及五维移动平台
(15)、
遥感卫星地面模拟装置和地面监控平台；所述被测目标及五维移动平台
(15)
，通过被测目标
(15
‑
1)
内的光学准直系统
(15
‑
2)
将点光源转化为平行光，同时整个装置固连，减少安装误差，被测目标安装于五维移动平台上，模拟无穷远处目标的运行方式；所述遥感卫星地面模拟装置，用于模拟遥感卫星的运行方式及运行轨道；所述地面监控平台，用于提供人机交互界面并远程通过无线网络通讯向平台及装置发送运行任务及接收平台及装置的反馈信号
。2.
根据权利要求1所述一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置，其特征在于，所述被测目标及五维移动平台
(15)
包括二维移动平台
(15
‑
3)
和三维移动平台
(15
‑
4)
，所述被测目标及五维移动平台
(15)
的中心放置被侧目标
(15
‑
1)
；所述被测目标
(15
‑
1)
的靶标
(15
‑
5)
可依据所需测量的物体形状进行更换；所述被测目标
(15
‑
1)
的靶标
(15
‑
5)
处可采用插片形式的安装方式；所述被测目标
(15
‑
1)
的靶标
(15
‑
5)
处也可采用可旋转靶标的方式；所述三维转台
(15
‑
4)
将被测目标
(15
‑
1)
固连在其上；三维转动模拟的俯仰和偏航方向转动用于将光学准直系统
(15
‑
2)
的光轴方向对准相机镜头，余下滚转方向转动用于模拟偏流角这一成像质量主要影响因素；所述二维转台
(15
‑
3)
用于模拟目标在相机拍摄平面上的水平和竖直方向移动从而模拟速高比
v/h
这一成像质量主要影响因素
。3.
根据权利要求1所述一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置，其特征在于，所述遥感卫星地面模拟装置包括仪表平台
(1)、
气浮球
(2)、
气浮球轴承座
(3)、
供气系统
(4)、
支撑柱
(5)、
底座
(6)、
铝板
(7)、
执行机构
(8)、
测量系统
(9)、
供电系统
(10)、
调平衡装置
(11)、
控制计算机
(12)、
无线路由器Ⅰ(13)
和待测相机
(14)
；所述仪表平台
(1)
的下端设置气浮球
(2)
，所述气浮球
(2)
下端设置气浮球轴承座
(3)
，所述气浮球轴承座
(3)
的底端设置支撑柱
(5)
，所述的底端设置底座
(6)
，所述仪表平台
(1)
的底端下方两侧分别设置铝板
(7)
；所述仪表平台
(1)
上设置执行机构
(8)、
测量系统
(9)、
供电系统
(10)、
调平衡装置
(11)、
控制计算机
(12)、
无线路由器Ⅰ(13)
和待测相机
(14)。4.
根据权利要求1所述一种空间目标高精度指向与成像评估试验装置，其特征在于，所述地面监控平台包括地面监控计算机
(16)
及无线路由器Ⅱ(17)
；所述无线路由器Ⅱ(17)
，用于实现无线网络通信；所述地面监控计算机
(16)
，用于提供人机交互界面并远程通过无线网络通讯为遥感卫星地面模拟装置及五维移动平台发送运行任务；通过无线网络通信接收遥感卫星地面模拟装置运行状态信息并实时显示到界面上
。5.
一种空间目标高精度指向与成像评估试验方法，其特征在于，所述试验方法使用如权利要求1‑4任一所述空间目标高精度指向与成像评...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏红伟，冯晨，马广程，王常虹，温奇咏，马长波，李莉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：