288×4热像仪扫描速度与系统积分时间的匹配研究

通过对特定视场条件下扫描型288 × 4红外热成像系统的扫描成像过程的分析,提出了以水平方向图像分辨率为基础的动态瞬时视场概念,并以此为出发点,建立了扫描成像过程中扫描电机正程速率与探测器积分时间的数学关系式,提出了在保证电机的扫描线性度和扫描效率条件下,实现288x4热像仪行扫描速度与探测器积分时间的调整和配合的指导性意见.     

长波双视场扫描型红外光学系统设计

与中波红外成像系统相比,长波红外成像系统在地面目标探测上具有天然的优势.利用光学变焦原理,建立扫描型双视场光学系统的设计模型.基于制冷型288×4元焦平面HgCdTe探测器,设计了一套结构紧凑、变倍比为6倍的双视场机载前视红外光学系统,其工作波段为7.7～10.3 μm,F数为1.67,长焦为154mm,短焦为25.4...     

红外点元探测器扫描成像方法研究

针对传统红外面阵探测器成像存在分辨率低、视场范围窄、非均匀性的问题,提出一种基于红外点元探测器的扫描成像方法。该方法首先利用微型电机驱动扫描镜依次获取物体表面的红外热斑,经光学镜头聚焦到红外点元探测器,进行光电转换;然后经信号处理板采集、处理后生成红外灰度图像;最后利用多阈值分割的伪彩色映射模型,将灰度图像转换成伪彩色图像。实验结果表明:红外点元探测器扫描成像方法能够实现红外场景的大视场、高分辨率成像,且点元探测器加工制造简单,价格低廉,有效突破了传统大面阵成像的高昂成本限制,更加有利于红外成像技术的推广和应用。     

扫描型探测器光敏元尺寸设计研究

针对国外进口长波4×288扫描型探测器,通过分析其光敏元在扫描过程中探测到的图像像素信号强度和相邻图像像素信号的混叠影响,给出了探测器光敏元尺寸与探测器焦平面上图像像素尺寸之间的相互关系,为新型扫描型探测器阵列光敏元尺寸设计、成像积分时间占空比设计提供了参考.     

扫描非均匀性对点目标探测影响

为了深入研究物方扫描机构与点目标探测性能的关系,定义了度量扫描机构运动特性的扫描非均匀性指标。根据扫描成像的物理过程,建立了线阵探测器扫描成像模型,并以目标信噪比为核心分析了TDI探测器下扫描非均匀性的影响。首先,根据物方扫描工作特点设置了与扫描机构工作方式相配合的探测器积分时序,并建立了扫描非均匀性度量参量;其次,在经典成像模型的基础上建立了符合积分时序和TDI工作原理的点目标成像模型,并结合探测器噪声模型和TDI工作原理推导了目标信噪比计算公式,通过该公式分析了不同光学系统、TDI级数及目标尺度条件下目标信噪比与扫描非均匀性的关系;最后,从保证能够目标检测性能的角度给出了在相对信噪比限制条件下扫描非均匀性上限。所建立的成像模型准确反映了扫描探测系统各部分特性,分析结果对探测系统的总体设计和指标分配具有指导意义。     

宽幅长波红外高光谱扫描成像系统的设计

为了满足宽幅长波红外高光谱成像需求,基于光导型碲镉汞线列探测器和平面闪耀光栅,提出了一种在长波红外8~12.5 μm范围内具有150个连续波段、30°成像视场角、基于地面应用的低成本、轻小型高光谱扫描成像系统的设计方法。该系统由光栅扫描机构和视场扫描机构组成,两机构同步控制以实现精细分光和宽幅成像功能。推导了光栅扫描角度与探测器接收单色光的波长、视场扫描角度与成像视场角间的关系式。在分析扫描系统扫描定位精度的基础上,设计了一套以步进电机为运动核心,采用“摆扫定位+停止成像”工作模式的扫描系统。实验表明,该扫描系统可满足系统视场定位精度及分光精度的要求。获取的硅碳棒在长波红外波段的发射光谱曲线表明该系统的设计合理有效。该扫描系统的设计方法对长波红外高光谱系统的设计具有一定的指导意义。     

多孔径分布式视场部分重叠仿生热成像理论与技术

热成像系统视场与空间分辨率(作用距离)的矛盾是常规成像模式难以解决的问题。多孔径热成像技术主要分为低重叠率、高重叠率和中度重叠率部分重叠成像模式。文中研究了一种视场部分重叠仿生热成像理论,利用4组红外物镜及IRFPA机芯构成了中心变分辨率4孔径分布式热成像系统,各子孔径的“并集”视场构成系统成像大视场,“交集”视场特别是中心重叠视场具有超分辨能力,从而构成空间变分辨率视觉模式,可减缓传统单孔径热成像问题;利用重叠视场可构成4目和2目近场目标场景的体视成像;通过子孔径检偏偏振片,中心视场可构成全偏振热成像模式;对角探测器分别采用长波或中波红外焦平面探测器,则可构成双色热成像模式。分析表明:这种多孔径分布式视场部分重叠仿生热成像具有仿生智能的特性,可针对感兴趣目标进行智能观测,提高复杂背景条件下的目标探测和识别能力,具有广泛的应用前景。     

TDI型红外探测器空间校正方法的设计与实现

时间延迟积分(TDI)型红外探测器作为第二代红外探测器,具有更高的温度灵敏度和更大的扫描成像视场.和面阵成像探测器相比,TDI型红外探测器必须在装置中加入扫描机构进行扫描成像,由于TDI型红外探测器光敏元在空间的位置交错排列,为了保证奇偶像元对同一目标成像,这就涉及到扫描方向与探测器奇偶像元空间匹配的问题.以480×6红外探测器为例,详细介绍了TDI型红外探测器光敏元的排列结构、工作方式以及空间校正的原理,给出了空间校正的算法和FPGA实现方法,并通过仿真和实验验证了方法的正确性.     

被动太赫兹成像二维扫描技术

太赫兹成像受探测器像元数少和无法进行大规模面阵集成的限制,大视场成像不可避免地要用到二维扫描。45°镜具有尺寸小,稳定性好,幅宽大等特点,可以用来实现被动太赫兹二维扫描成像。详细分析了45°镜扫描成像的工作原理和扫描方式,提出了绕Z轴摆动实现水平扫描,绕Y轴摆动实现垂直步进的扫描方案,计算了扫描轨迹,边沿视场成像畸变约3.2%,并通过成像实验对扫描方案进行了验证,得到了大视场下的被动太赫兹二维扫描图像。     

扫描型焦平面热成像系统的亚像元处理算法研究

通过对垂直方向具有光学微扫描的288×4焦平面热成像过程的分析研究,提出了一种可实现亚像元成像处理算法,在垂直扫描的方向可使探测器传递函数的截止频率提高一倍,可明显改善系统成像质量和作用距离.算法简单,处理工作量小,易于实现实时处理.算法的实现对提高扫描型热成像系统的技术战术性能指标具有重要意义.     

天基空间目标可见光相机探测能力分析

空间目标可见光相机的探测能力与空间目标可见光特性、探测器件性能指标等因素有关。为得到空间光学相机对200~1 500 km中低轨道可见光目标的探测能力,基于基本辐射理论,综合考虑空间目标几何特性、背景特性与材料特性,建立空间目标特性的数学模型,在可见光0.4~0.7μm谱段进行仿真计算。得出可见光相机对中低轨道空间目标探测能力的理论计算方法,并得出相关光学参数计算公式,为空间光学相机的设计提供理论支持。     

深空探测雷达及其关键技术分析

深空探测是空间技术的重要内容,深空雷达是进行深空探测的重要设备。文中阐述了深空雷达的类型和在深空探测中的作用及其与深空探测网的关系和区别,研究了美国GSSR深空雷达的结构和特点,讨论了深空雷达进行深空信息提取的主要机理,探讨了构建深空探测雷达的关键技术和发展趋势。     

太空美术与科学普及

太空美术,也是天文美术和航天美术。它体现了天文、航天,以及太空技术方面的探索发现的成果。在天文学教育、天文学普及和太空探索领域内,太空美术占有非常重要的位置。近20年来,中国的报纸、杂志和电视节目在传播太空美术成就方面做出了不少努力。     

一种基于双空间密度的多目标进化算法

目前,大多数多目标进化算法的多样性保持机制都只强调目标空间的多样性而忽视决策空间的多样性.这种设置可能导致种群在目标空间拥有良好多样性的同时却在决策空间拥有较差的多样性.为了解决上述问题,本文提出了一种基于双空间密度的多目标进化算法.为了反映个体在决策空间和目标空间的多样性,本文定义了双空间密度指标.基于双空间密度的配对选择操作可以平衡算法的收敛性与多样性;基于双空间密度的个体选择操作可以同时使决策空间和目标空间得到充分的搜索.实验结果表明,本文算法的求解质量明显优于对比算法.     

空间操控全景成像技术综述

随着图像传感技术和数字处理技术 在航天领域的广泛应用,空间成像技术得到了迅速发展。一方 面,空间任务受到复杂空间环境的影响;另一方面,大视场、高 分辨率空间成像的需求越来越迫切,然而传统的空间成像技术难 以满足要求。因此,空间操控全景成像技术日趋成为该领域的研究热 点。这项技术主要涉及空间全景成像系统和 空间操控系统。首先介绍了国内外空间全景操控成像 技术的发展概况;然后根据空间全景成像系统的组成原理对空 间全景摄像机的成像模型进行了简要说明,并对空间全景成 像的标定、拼接以及融合方法进行了分类和分析;最后对 空间操控系统进行了阐述,并对该技术未来的发展趋势进行了 展望。     

航天地面站在空间非合作目标监视中的应用

介绍了美俄空间非合作目标监视体系的发展历程与现状,指出了空间非合作目标监视体系的发展方向,以及航天地面站在空间非合作目标监视中的作用及应用场景,最后提出了航天地面站融入空间非合作目标监视体系的建设构想、关键技术及发展路线.     

基于空间虚拟点阵的双目视觉测量技术

基于三坐标测量机(Coordinate Measuring Machines)的坐标基准，提出一种新的实现三维坐标测量的基于空间虚拟点阵双目视觉测量技术，该技术通过建立像面空间和物面空间的虚拟点阵的映射关系，实现了小场景的三维面形的非接触视觉测量。实验表明，该方法具有简单、可行，在近距离条件下测量精度高的特点。     

时空旋转相量及其电磁定律在电机中的复数表达式

为了简化电机的分析与计算，首先地空旋转相量的概念，然后建立电磁感应定律和电磁力定律在电机中的复数表达式，最后计算直流机、同步机和异步机的电势与电磁转矩。     

空间信息优势——未来战场的“制高点”

空间系统和空间资源对国家安全具有十分重要的保障作用,对战争进程与最终结局具有决定性的影响。空间将成为未来战场上夺取信息优势的“最后一个制高点”。将空间资源,特别是将100多颗在轨工作的军用卫星当作战争机器的核心力量来使用的新颖空间战,这是现代战争向数字化、信息化、网络化发展的必然趋势,也是现代战争向无接触战争模式转变的必经途径。文章简要叙述了空间军事化及其在现代战争中的作用与地位,指出控制空间与夺取空间信息优势是保障国家安全与获取军事优势的核心战略之一。根据空间系统的易损性分析,针对关军的反空间行动计划,分析了空间信息对抗体系结构。文章指出,解决空间作战与信息作战的综合问题是当前最为紧迫的研究内容之一。     

空间相机空间环境专项试验设计

为了确保空间相机在整个生存周期可靠地工作,根据空间环境的特点及空间相机的特性,提出了仿真空间相机空间环境的专项试验设计方案.方案包括光学性能验证试验,MTF性能测试,热真空环境下的温度调焦系数专项试验,考察碳纤维复合材料稳定性的结构性能验证试验,验证电子元器件是否满足相机功能和性能要求的电子学性能专项试验,验证活动机构...