專利名稱：檢測遙感儀器各探測通道之間瞬時(shí)視場配準(zhǔn)的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天光學(xué)遙感儀器，具體是指光學(xué)遙感儀器在飛行方向上的各探測通道之間瞬時(shí)視場配準(zhǔn)度檢測和校正的裝置及方法。
背景技術(shù)：
航天光學(xué)遙感儀器通常具有多個(gè)探測通道，各個(gè)通道瞬時(shí)視場之間需要精確配準(zhǔn)，包括在掃描方向和飛行方向上的配準(zhǔn)。在地面研制過程中，檢測掃描方向配準(zhǔn)易于實(shí)現(xiàn)，例如FY-1衛(wèi)星掃描輻射計(jì)，如圖1所示，地面目標(biāo)經(jīng)掃描鏡1反射后進(jìn)入由反射鏡2和3構(gòu)成的主光學(xué)系統(tǒng)，后經(jīng)分色片4，5，6分離后進(jìn)入4個(gè)后光學(xué)子系統(tǒng)7，8，9，10。4個(gè)后光學(xué)子系統(tǒng)有各自的的光軸，各個(gè)探測通道就分別位于這4個(gè)后光學(xué)子系統(tǒng)的光軸上，研制中需要完成4個(gè)后光學(xué)子系統(tǒng)的共軸校正即所謂的探測通道瞬時(shí)視場配準(zhǔn)。衛(wèi)星發(fā)射在軌運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)掃描輻射計(jì)各個(gè)探測通道之間在飛行方向上瞬時(shí)視場有微量不重合的現(xiàn)象，造成衛(wèi)星云圖在地面進(jìn)行不同探測通道圖像合成時(shí)所對應(yīng)的地面目標(biāo)位置出現(xiàn)微小錯(cuò)位，影響到衛(wèi)星云圖的質(zhì)量和衛(wèi)星用戶的使用。因此，地面的后光學(xué)子系統(tǒng)共軸校正僅僅是掃描方向的校正。針對以上情況，如果有一種在地面上就能檢測飛行方向上各個(gè)探測通道之間瞬時(shí)視場的配準(zhǔn)和校正方法將有非常大的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種用于航天光學(xué)遙感儀器在飛行方向上的各探測通道瞬時(shí)視場進(jìn)行配準(zhǔn)度檢測和校正的裝置及方法，以滿足系統(tǒng)的要求。
本發(fā)明的檢測裝置包括平行光管12、光欄13、角度計(jì)14、平面調(diào)節(jié)支架15和光學(xué)平臺(tái)16。光欄13置于平行光管12的焦面位置，光欄上開有一個(gè)小孔，小孔的尺寸根據(jù)平行光管12的焦距和被測光學(xué)遙感儀器17探測通道的瞬時(shí)視場確定，為探測通道提供一個(gè)瞬時(shí)視場大小的檢測目標(biāo)；平面調(diào)節(jié)支架15置于光學(xué)平臺(tái)16上，平面調(diào)節(jié)支架15上配有測量平面傾斜的角度計(jì)14。
利用本發(fā)明所述的裝置，其具體檢測和校正的方法步驟如下1.將被測光學(xué)遙感儀器17置于平面調(diào)節(jié)支架15上，見圖2，左右方向?yàn)轱w行方向，垂直紙面為掃描方向。
2.首先確定光學(xué)遙感儀器中的任一個(gè)探測通道作為基準(zhǔn)通道，調(diào)節(jié)平行光管12和光學(xué)遙感儀器17的相對位置，使光學(xué)遙感儀器17的基準(zhǔn)探測通道出現(xiàn)信號并達(dá)到最大值，這表明該探測通道的瞬時(shí)視場與平行光管12的光欄13已經(jīng)完全對準(zhǔn)，記錄此時(shí)角度計(jì)14的讀數(shù)作為基準(zhǔn)位置。
3.沿著光學(xué)遙感儀器17的飛行方向，微微調(diào)節(jié)平面調(diào)節(jié)支架15，使得光學(xué)遙感儀器17在飛行方向上傾斜，同時(shí)檢測需要配準(zhǔn)的各個(gè)探測通道信號最大值出現(xiàn)時(shí)，角度計(jì)14同步獲得的平面調(diào)節(jié)支架15的傾斜角度，將數(shù)據(jù)記錄。
4.處理數(shù)據(jù)，得出各個(gè)探測通道信號最大值出現(xiàn)時(shí)平面調(diào)節(jié)支架15的傾斜角度與基準(zhǔn)探測通道信號最大值出現(xiàn)時(shí)傾斜角度之間的差值，將該差值與光學(xué)遙感儀器17的瞬時(shí)視場角相比較，得出各個(gè)探測通道瞬時(shí)視場與基準(zhǔn)探測通道瞬時(shí)視場之間的配準(zhǔn)誤差。
5.如果配準(zhǔn)誤差超過光學(xué)遙感儀器指標(biāo)的要求范圍，將超標(biāo)探測通道焦面上的探測器位置作微量移動(dòng)，固定后再重復(fù)進(jìn)行檢測，直到所有通道的配準(zhǔn)誤差均在任務(wù)指標(biāo)的要求范圍內(nèi)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用常規(guī)的設(shè)備，簡潔的方法可以將航天光學(xué)遙感儀器各探測通道瞬時(shí)視場在飛行方向上配準(zhǔn)度檢測得非常準(zhǔn)確，精度達(dá)到0.1個(gè)瞬時(shí)視場。


圖1為掃描輻射計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為航天光學(xué)遙感儀器各通道瞬時(shí)視場在飛行方向上配準(zhǔn)度的檢測裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
利用上述的裝置和方法已成功地應(yīng)用于“風(fēng)云三號”氣象衛(wèi)星掃描輻射計(jì)各探測通道瞬時(shí)視場在飛行方向上配準(zhǔn)度檢測。
掃描輻射計(jì)的參數(shù)瞬時(shí)視場角1.26mrad；通道配準(zhǔn)指標(biāo)要求優(yōu)于0.5個(gè)瞬時(shí)視場；測量結(jié)果通道1～10配準(zhǔn)精度在0.1～0.3個(gè)瞬時(shí)視場范圍內(nèi)。
最終的測量結(jié)果，飛行方向各個(gè)通道瞬時(shí)視場配準(zhǔn)度的精度優(yōu)于0.3個(gè)瞬時(shí)視場，滿足系統(tǒng)的指標(biāo)要求。
權(quán)利要求
1.一種檢測遙感儀器各探測通道之間瞬時(shí)視場配準(zhǔn)的裝置，包括平行光管(12)、光欄(13)、角度計(jì)(14)、平面調(diào)節(jié)支架(15)和光學(xué)平臺(tái)(16)；其特征在于光欄(13)置于平行光管(12)的焦面位置，光欄上開有一個(gè)小孔，小孔的尺寸由平行光管(12)的焦距和被測光學(xué)遙感儀器(17)探測通道的瞬時(shí)視場確定；平面調(diào)節(jié)支架(15)置于光學(xué)平臺(tái)(16)上，平面調(diào)節(jié)支架(15)上配有測量平面傾斜的角度計(jì)(14)。
2.一種檢測遙感儀器各探測通道之間瞬時(shí)視場配準(zhǔn)的方法，其特征在于具體步驟如下A.將被測光學(xué)遙感儀器(17)置于平面調(diào)節(jié)支架(15)上；B.首先確定光學(xué)遙感儀器中的任一個(gè)探測通道作為基準(zhǔn)通道，調(diào)節(jié)平行光管(12)和光學(xué)遙感儀器(17)的相對位置，使光學(xué)遙感儀器(17)的基準(zhǔn)探測通道出現(xiàn)信號并達(dá)到最大值，這表明該探測通道的瞬時(shí)視場與平行光管(12)的光欄(13)已經(jīng)完全對準(zhǔn)，記錄此時(shí)角度計(jì)(14)的讀數(shù)作為基準(zhǔn)位置；C.沿著光學(xué)遙感儀器(17)的飛行方向，微微調(diào)節(jié)平面調(diào)節(jié)支架(15)，使得光學(xué)遙感儀器(17)在飛行方向上傾斜，同時(shí)檢測需要配準(zhǔn)的各個(gè)探測通道信號最大值出現(xiàn)時(shí)，角度計(jì)(14)同步獲得的平面調(diào)節(jié)支架(15)的傾斜角度，將數(shù)據(jù)記錄；D.處理數(shù)據(jù)，得出各個(gè)探測通道信號最大值出現(xiàn)時(shí)平面調(diào)節(jié)支架(15)的傾斜角度與基準(zhǔn)探測通道信號最大值出現(xiàn)時(shí)傾斜角度之間的差值，將該差值與光學(xué)遙感儀器(17)的瞬時(shí)視場角相比較，得出各個(gè)探測通道瞬時(shí)視場與基準(zhǔn)探測通道瞬時(shí)視場之間的配準(zhǔn)誤差；E.如果配準(zhǔn)誤差超過光學(xué)遙感儀器指標(biāo)的要求范圍，將超標(biāo)探測通道焦面上的探測器位置作微量移動(dòng)，固定后再重復(fù)進(jìn)行檢測，直到所有通道的配準(zhǔn)誤差均在任務(wù)指標(biāo)的要求范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航天光學(xué)遙感儀器在飛行方向上的各探測通道之間瞬時(shí)視場配準(zhǔn)度檢測和校正的裝置及方法。該裝置包括平行光管、光欄、角度計(jì)、平面調(diào)節(jié)支架和光學(xué)平臺(tái)。檢測方法包括基準(zhǔn)通道和基準(zhǔn)位置的確定，通過微調(diào)平面調(diào)節(jié)支架，得出各個(gè)探測通道信號最大值出現(xiàn)時(shí)平面調(diào)節(jié)支架的傾斜角度與基準(zhǔn)探測通道信號最大值出現(xiàn)時(shí)傾斜角度之間的差值，將該差值與光學(xué)遙感儀器的瞬時(shí)視場角相比較，得出各個(gè)探測通道瞬時(shí)視場與基準(zhǔn)探測通道瞬時(shí)視場之間的配準(zhǔn)誤差并進(jìn)行校正。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用常規(guī)的設(shè)備，簡潔的方法可以將航天光學(xué)遙感儀器各探測通道瞬時(shí)視場在飛行方向上配準(zhǔn)度檢測得非常準(zhǔn)確，精度達(dá)到0.1個(gè)瞬時(shí)視場。
文檔編號G01S7/497GK1693921SQ20051002602
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者張鍔, 翁垂駿 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所