本文關(guān)鍵詞：大視場三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 三線陣航測相機(jī) 立體測繪 線陣推掃 光學(xué)系統(tǒng) 同心多尺度、大視場 高分辨率

【摘要】：三線陣立體航測相機(jī)作為航空攝影測量的典型測繪設(shè)備,它可快速獲取數(shù)字化的基礎(chǔ)地理信息,具有體積小、重量輕、寬覆蓋、作業(yè)效率高,基高比大等優(yōu)點(diǎn),是航空攝影測量走向數(shù)字時(shí)代的升級換代產(chǎn)品,受到許多國家的高度重視。我國在三線陣立體航測相機(jī)領(lǐng)域還是空白,與國外差距較大,而目前國外典型三線陣立體航測相機(jī)存在工作視場角小,分辨率低等缺點(diǎn),已難以滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對大比例尺地形圖的測繪需求。研制大視場高分辨三線陣立體航測相機(jī)一個(gè)重要的難點(diǎn)就在于如何解決大視場與高分辨率之間相互制約的關(guān)系。傳統(tǒng)的高分辨相機(jī)只能采取折衷的方法對視場和分辨率兼顧,而要同時(shí)實(shí)現(xiàn)大視場高分辨率成像,這對光學(xué)設(shè)計(jì)來說是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。本文以大視場三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)為研究對象,主要研究了大視場三線陣航測相機(jī)的實(shí)現(xiàn)形式、大視場高分辨率光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、RGB多光譜分光系統(tǒng)以及如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)大視場與高分辨成像等光學(xué)問題。主要研究成果包含以下幾個(gè)方面:1)在分析大視場三線陣立體航測相機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,提出了三種不同的航測相機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,它們分別是非像方遠(yuǎn)心、像方遠(yuǎn)心、同心多尺度航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)。2)分別對兩種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路(非像方遠(yuǎn)心和像方遠(yuǎn)心)的航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)、RGB多光譜分光、探測器拼接等分系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析與設(shè)計(jì),最終完成了傳統(tǒng)的大視場高分辨航測相機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì),解決了大視場高分辨航測相機(jī)設(shè)計(jì)難題。3)針對傳統(tǒng)方法中的RGB多光譜分光難題,開展了多光譜分光系統(tǒng)的研究。提出了一種基于近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光方法,解決了近距離探測器多光譜分光難題。論文提出的多光譜分光系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對水平相距僅4個(gè)像元的線陣探測器進(jìn)行多光譜分光。4)在國內(nèi)較早開展了同心多尺度光學(xué)系統(tǒng)的研究,并提出了將同心多尺度方法應(yīng)用于航空機(jī)載測繪相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,成功解決了大視場與高分辨率之間的矛盾,并對該成像技術(shù)進(jìn)行了深入研究。推導(dǎo)了同心物鏡近軸成像公式;研究并分析了同心物鏡的像差特性,推導(dǎo)了同心物鏡消球差、消色差條件;研究了同心多尺度系統(tǒng)的成像特性、系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)預(yù)估、中繼單元孔徑排列以及同心多尺度系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等,并給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程,最終設(shè)計(jì)了同心多尺度大視場高分辨三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)。5)作為對線陣成像系統(tǒng)的推廣,開展了基于面陣探測器的大視場高分辨成像系統(tǒng)的研究。設(shè)計(jì)了一個(gè)焦距60mm,視場角100°×60°,圖像像素可達(dá)數(shù)十億的大視場高分辨同心多尺度成像系統(tǒng)。6)對三種不同設(shè)計(jì)思路(非像方遠(yuǎn)心系統(tǒng)、像方遠(yuǎn)心系統(tǒng)、同心多尺度系統(tǒng))的航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行對比,并分析了同心多尺度大視場航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),確定了選擇非像方遠(yuǎn)心系統(tǒng)作為航測相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。研究結(jié)果也表明:同心多尺度成像系統(tǒng)成功地避開了光學(xué)設(shè)計(jì)和加工、探測器拼接等一系列技術(shù)挑戰(zhàn),是實(shí)現(xiàn)大視場高分辨成像的有效途徑,它將在大視場成像領(lǐng)域,尤其是傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用場合,獲得良好的成像性能,體現(xiàn)出自身廣角成像的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：三線陣航測相機(jī) 立體測繪 線陣推掃 光學(xué)系統(tǒng) 同心多尺度、大視場 高分辨率
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-32
• 1.1 引言12
• 1.2 三線陣立體航測相機(jī)研究目的與意義12-14
• 1.3 三線陣立體航測相機(jī)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢14-27
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-25
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀25-27
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容27-32
• 第二章 三線陣立體航測相機(jī)測繪原理32-48
• 2.1 三線陣立體航測相機(jī)成像與立體定向原理32-34
• 2.2 三線陣CCD數(shù)字影像坐標(biāo)關(guān)系數(shù)學(xué)模型34-37
• 2.2.1 框幅像坐標(biāo)35-36
• 2.2.2 推掃像坐標(biāo)36-37
• 2.3 三線陣立體航測相機(jī)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)37-47
• 2.4 本章小結(jié)47-48
• 第三章 非像方遠(yuǎn)心航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)研究48-68
• 3.1 非像方遠(yuǎn)心系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路48-52
• 3.2 非像方遠(yuǎn)心系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)52
• 3.3 非像方遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-59
• 3.4 RGB干涉濾光片59-64
• 3.4.1 多光譜分光方式59-60
• 3.4.2 多光譜分光設(shè)計(jì)60-64
• 3.5 線陣探測器的拼接64-66
• 3.6 本章小結(jié)66-68
• 第四章 像方遠(yuǎn)心航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)研究68-86
• 4.1 像方遠(yuǎn)心系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路68-70
• 4.2 像方遠(yuǎn)心光路優(yōu)缺點(diǎn)70-71
• 4.3 像方遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)71-77
• 4.4 RGB分光棱鏡設(shè)計(jì)77-80
• 4.5 光學(xué)拼接棱鏡設(shè)計(jì)80-82
• 4.6 像方遠(yuǎn)心航測相機(jī)性能預(yù)估82-85
• 4.7 本章小結(jié)85-86
• 第五章 同心多尺度航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)研究86-138
• 5.1 同心多尺度成像系統(tǒng)概述86-88
• 5.2 同心多尺度系統(tǒng)研究現(xiàn)狀88-89
• 5.3 同心光學(xué)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)89-100
• 5.3.1 同心系統(tǒng)的近軸光路計(jì)算90-95
• 5.3.2 同心光學(xué)系統(tǒng)的像差及消像差條件95-99
• 5.3.3 同心物鏡的成像特性99-100
• 5.4 同心光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)100-108
• 5.4.1 雙層同心光學(xué)系統(tǒng)101-105
• 5.4.2 多層同心光學(xué)系統(tǒng)105-108
• 5.5 同心多尺度航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)108-130
• 5.5.1 同心多尺度系統(tǒng)成像特點(diǎn)108-113
• 5.5.2 同心多尺度系統(tǒng)參數(shù)預(yù)估及設(shè)計(jì)方法113-117
• 5.5.3 同心多尺度系統(tǒng)設(shè)計(jì)117-130
• 5.6 億萬像素同心多尺度高分辨率成像系統(tǒng)130-137
• 5.6.1 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)130-134
• 5.6.2 中繼單元光束分割134-135
• 5.6.3 中繼單元陣列的排列135-137
• 5.7 本章小結(jié)137-138
• 第六章 三種光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果的分析與比較138-158
• 6.1 三種航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果138-141
• 6.2 設(shè)計(jì)結(jié)果的分析與比較141-157
• 6.2.1 成像質(zhì)量對比143-151
• 6.2.2 視場適用范圍分析151-153
• 6.2.3 其他方面對比153-157
• 6.3 本章小結(jié)157-158
• 第七章 總結(jié)與展望158-162
• 7.1 主要工作總結(jié)158-159
• 7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)159-160
• 7.3 后續(xù)工作展望160-162
• 參考文獻(xiàn)162-168
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果168-169

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方舟 ,嚴(yán)寒 ,小平;光學(xué)系統(tǒng)與檢測[J];光機(jī)電信息;2002年09期

2 趙承良;陸璇輝;;高階貝塞爾-高斯光束通過一階失調(diào)光學(xué)系統(tǒng)的傳輸[J];激光與紅外;2006年01期

3 岑兆豐;李曉彤;;光學(xué)系統(tǒng)溫度效應(yīng)分析和無熱化設(shè)計(jì)[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年02期

4 Frederick P.Colarasso ,馮生榮;一種小巧的四反射鏡光學(xué)系統(tǒng)[J];紅外技術(shù);1981年02期

5 О.НБудадин ,王健良;熱象儀的光學(xué)系統(tǒng)[J];紅外技術(shù);1982年06期

6 胡立平;;提高投影電視光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量的若干措施[J];電視技術(shù);1982年01期

7 馬天一;;熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)[J];紅外與激光技術(shù);1982年02期

8 高志榮;;光學(xué)系統(tǒng)實(shí)際中心偏的計(jì)算[J];光學(xué)工程;1984年05期

9 韓心志;推帚-光機(jī)混成式掃描光學(xué)系統(tǒng)[J];紅外研究(A輯);1986年03期

10 陳忠良;;86年歐洲光學(xué)、光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用會議[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1987年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏君成;王成;張童;;空間高級光學(xué)系統(tǒng)環(huán)境試驗(yàn)概述[A];第十一屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2006年

2 陳曉麗;楊秉新;;實(shí)現(xiàn)甚高分辨率空間遙感器的可展開光學(xué)系統(tǒng)[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第十七次學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

3 向陽;白聞喜;姜會林;胡家升;;目視硬性內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

4 吳亦農(nóng);黃志光;馮旗;;空間低溫光學(xué)系統(tǒng)研究進(jìn)展[A];2007年全國第十六屆十三�。ㄊ校┕鈱W(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

5 李劍白;李小蕓;齊豪;陳常彥;;光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量評價(jià)基本指標(biāo)體系及其選用[A];第十三屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2010年

6 付躍剛;王春艷;王志堅(jiān);;穩(wěn)像光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)像精度測試原理方案探討[A];第九屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2001年

7 唐敏學(xué);沈?yàn)槊?;激光全息技術(shù)校正口徑500mm光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)誤差[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

8 范清春;劉海波;宿德志;譚吉春;;光學(xué)系統(tǒng)無熱設(shè)計(jì)及在星敏感器中的應(yīng)用[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會論文集（上冊）[C];2009年

9 葉露;沈湘衡;;多譜段、多光軸精密儀器光學(xué)系統(tǒng)光軸平行性的檢測方法[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

10 周文超;彭勇;徐宏來;;大口徑光學(xué)系統(tǒng)綜合像差外場檢測的方法[A];高精度幾何量光電測量與校準(zhǔn)技術(shù)研討會論文集[C];2008年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 ;聯(lián)想 引入光學(xué)系統(tǒng)差異化[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2004年

2 劉春林;聯(lián)想以品質(zhì)注解品牌內(nèi)涵[N];中國企業(yè)報(bào);2004年

3 邢廣;10G以太網(wǎng)的物理接口選擇[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2000年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 閆阿奇;大視場三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2015年

2 米鳳文;衍/折紅外混和光學(xué)系統(tǒng)及其測試技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2001年

3 楊曉飛;三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2005年

4 呂博;新型空間飛行器交會對接光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

5 吳泉英;稀疏孔徑光學(xué)系統(tǒng)成像研究[D];蘇州大學(xué);2006年

6 常虹;透射式紅外系統(tǒng)熱光學(xué)穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 龍波;輕小型折反式光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

8 李娜娜;重疊型復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)的研究[D];長春理工大學(xué);2010年

9 任百川;偏軸光學(xué)系統(tǒng)矢量像差理論研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2012年

10 周昊;高變焦比中波紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳輝;靈巧槍彈探測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D];南京理工大學(xué);2015年

2 曹杏;光學(xué)系統(tǒng)的孔徑遮欄比對偏振光束傳輸特性的影響[D];西安工業(yè)大學(xué);2015年

3 楊國鋒;光學(xué)系統(tǒng)中心偏誤差分析方法研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2015年

4 劉剛;激光與可見光、紅外三光軸瞄準(zhǔn)偏差測試技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2015年

5 陳靜;非均勻污染對卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)的影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 劉盛典;非均勻溫度變化對卡塞格倫式光學(xué)系統(tǒng)的影響分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 陶曾;高分辨率中長焦光學(xué)系統(tǒng)裝校檢測平臺研究設(shè)計(jì)[D];福建師范大學(xué);2015年

8 陳麗娜;光纖熔接機(jī)的高清晰雙攝像頭視頻顯微系統(tǒng)的研制[D];福建師范大學(xué);2015年

9 黃焓;用于光場成像的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

10 石濮瑞;無運(yùn)動部件反射式變焦光學(xué)系統(tǒng)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

，

本文編號：914859