本發(fā)明涉及衛(wèi)星遙感領(lǐng)域，尤其涉及一種振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法。

背景技術(shù)：

1、衛(wèi)星遙感是利用衛(wèi)星搭載的傳感器對地球表面進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集的技術(shù),其關(guān)鍵特點(diǎn)是非接觸的遠(yuǎn)距離觀測。通過衛(wèi)星遙感，可以獲取地球表面的各種信息，包括地形、植被覆蓋、土地利用、氣候變化、海洋情況等。這項(xiàng)技術(shù)對于地球科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、資源管理、農(nóng)業(yè)、城市規(guī)劃等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

2、在多譜衛(wèi)星遙感的過程中，利用傳感器感知來自地球表面不同波段的電磁輻射實(shí)現(xiàn)對地信息的采集是一個(gè)非常重要的過程。在這個(gè)過程中，對待測目標(biāo)信息的掃描和探測是信息采集的關(guān)鍵。目前已有的技術(shù)中通常使用轉(zhuǎn)鏡式掃描實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星視場方向的調(diào)整，使其能夠掃描地球表面的不同區(qū)域。轉(zhuǎn)鏡式掃描過程中轉(zhuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)會(huì)帶來機(jī)械振動(dòng)和慣性力，直接影響到掃描質(zhì)量和衛(wèi)星的穩(wěn)定性，對高精度測量的遙感儀器造成干擾。并且因?yàn)闄C(jī)械系統(tǒng)需要一定的響應(yīng)時(shí)間，高速掃描也會(huì)帶來更大的機(jī)械振動(dòng)，轉(zhuǎn)鏡式掃描的掃描速度也是非常有限的。

3、因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員亟需一種帶有更高掃描穩(wěn)定性和更快掃描速度的衛(wèi)星遙感方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供了一種振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，以解決衛(wèi)星遙感掃描過程中掃描速度有限、機(jī)械穩(wěn)定性不足的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

3、一種振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，包括沿著光路傳輸方向依次布置的振鏡掃描系統(tǒng)、反射鏡組、探測系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)；

4、所述的振鏡掃描系統(tǒng)包括x振鏡、y振鏡、擺動(dòng)電機(jī)、光電傳感器、連接軸體，用于對待測目標(biāo)反射光波的掃描，并將回波光束輸入至反射鏡組；

5、所述的反射鏡組由三塊大曲率的球面反射鏡組成，用于收集和聚焦來自待測目標(biāo)的回波光束，并將回波光束輸入至探測系統(tǒng)；

6、所述的探測系統(tǒng)由光學(xué)元件分束立方和單光子探測器組成，分束立方可以實(shí)現(xiàn)對回波光束的光路分束，并將分束后的光束輸入到單光子探測器中實(shí)現(xiàn)多譜探測；

7、所述的計(jì)算機(jī)控制和處理系統(tǒng)用于通過驅(qū)動(dòng)電流控制擺動(dòng)電機(jī)并接收光電傳感器中的位置反饋信號，還用于控制單光子探測器和回波的數(shù)據(jù)處理；

8、所述的反射鏡組，探測系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)均處于衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

9、進(jìn)一步的，所述振鏡系統(tǒng)中的x振鏡和y振鏡：以o-xyz建立世界坐標(biāo)系，xoy為平行于地面的水平面，x振鏡繞z軸旋轉(zhuǎn)，y振鏡繞x軸旋轉(zhuǎn)；x振鏡實(shí)現(xiàn)對x軸不同方向的掃描，y振鏡實(shí)現(xiàn)對y軸不同方向的掃描；回波光束自zo方向輸入，經(jīng)yo方向傳輸，自xo方向輸出。

10、進(jìn)一步的，所述振鏡掃描系統(tǒng)中的?x振鏡和y振鏡的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)由擺動(dòng)電機(jī)控制。

11、進(jìn)一步的，所述振鏡掃描系統(tǒng)中的擺動(dòng)電機(jī)的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)由計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)的直接驅(qū)動(dòng)信號和光電傳感器的位置反饋信號共同控制，實(shí)現(xiàn)振鏡偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的反饋性調(diào)節(jié)。

12、進(jìn)一步的，所述振鏡掃描系統(tǒng)和衛(wèi)星主體之間由連接軸體連接。

13、進(jìn)一步的，所述反射鏡組中的反射鏡面以一定角度和位置放置，以匹配系統(tǒng)的回波光束實(shí)現(xiàn)光束的收集和聚焦。

14、進(jìn)一步的，所述計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)包含接收光電傳感器位置反饋信號和發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號的處理器。

15、進(jìn)一步的，所述計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)包含單光子探測器數(shù)據(jù)接收單元和多譜單光子圖像重構(gòu)算法。

16、基于上述技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，通過兩個(gè)振鏡的偏振實(shí)現(xiàn)對待測目標(biāo)的掃描和回波光束的收集，在保證衛(wèi)星穩(wěn)定性的同時(shí)，提高了掃描速度和掃描精度，使圖像重構(gòu)質(zhì)量更高，擴(kuò)展了振鏡掃描系統(tǒng)在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，其特征在于，包括：?沿著光路傳輸方向依次布置的振鏡掃描系統(tǒng)、反射鏡組、探測系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，其特征在于：所述振鏡掃描系統(tǒng)中的x振鏡和y振鏡：以o-xyz建立世界坐標(biāo)系，xoy為平行于地面的水平面，x振鏡繞z軸旋轉(zhuǎn)，y振鏡繞x軸旋轉(zhuǎn)；x振鏡實(shí)現(xiàn)對x軸不同方向的掃描，y振鏡實(shí)現(xiàn)對y軸不同方向的掃描；回波光束自zo方向輸入，經(jīng)yo方向傳輸，從xo方向輸出。

3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，其特征在于：所述振鏡掃描系統(tǒng)中的?x振鏡和y振鏡的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)由擺動(dòng)電機(jī)控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，其特征在于：所述振鏡掃描系統(tǒng)中的擺動(dòng)電機(jī)的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)由計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)的直接驅(qū)動(dòng)信號和光電傳感器的位置反饋信號共同控制，實(shí)現(xiàn)振鏡偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的反饋性調(diào)節(jié)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，其特征在于：所述振鏡掃描系統(tǒng)和衛(wèi)星主體之間由連接軸體連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，其特征在于：所述反射鏡組中的反射鏡面以一定角度和位置放置，以匹配系統(tǒng)的回波光束實(shí)現(xiàn)光束的收集和聚焦。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)包含接收光電傳感器位置反饋信號和發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號的處理器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)包含單光子探測器數(shù)據(jù)接收單元和多譜單光子圖像重構(gòu)算法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及衛(wèi)星遙感領(lǐng)域，具體涉及一種振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法，包括沿著光路傳輸方向依次布置的振鏡掃描系統(tǒng)、反射鏡組、探測系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)；振鏡掃描系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對待測目標(biāo)的掃描和回波光束的收集；反射鏡組實(shí)現(xiàn)對回波光束的收集和聚焦；探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對回波光束的探測和向計(jì)算機(jī)傳輸；計(jì)算機(jī)控制與處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對振鏡掃描的控制、回波數(shù)據(jù)的處理和圖像重構(gòu)。本振鏡掃描式的多譜衛(wèi)星遙感方法提高了掃描速度和掃描精度，保證了掃描過程中衛(wèi)星的穩(wěn)定性，使最終的重構(gòu)圖像質(zhì)量得到提高。

技術(shù)研發(fā)人員：匡登峰,趙曉樂,高興亮,周世宏,徐融
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南開大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30