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多光谱TDICCD航天相机快视一体化地面检测系统设计与实现
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作者 柳稼齐 李博乐 +1 位作者 周建勇 张维刚 《电声技术》 2024年第2期98-101,106,共5页
针对多光谱时间延迟积分电荷耦合器件(Time Delay Integration Charge Coupled Devices,TDICCD)航天相机的产品研发,提出快视一体化地面检测系统的设计方案,并依托项目实现该设计方案。设计包括主机系统搭建、CXP(CoaXPress)高带宽数传... 针对多光谱时间延迟积分电荷耦合器件(Time Delay Integration Charge Coupled Devices,TDICCD)航天相机的产品研发,提出快视一体化地面检测系统的设计方案,并依托项目实现该设计方案。设计包括主机系统搭建、CXP(CoaXPress)高带宽数传采集卡、测控采集卡、图采测控上位机、光电参数测试、非均匀性校正以及刷新芯片重注等实现。采用一体化设计,所有软硬件全部集成于地检主机系统,方便携带和使用。采用模块化设计方法,使用通用的主机接口,实现多种采集卡在不同主机系统之间交叉使用;使用通用的数据传输接口、RS-422传输接口,使得采集卡不仅适用于本相机的接口协议,也能在修改现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)代码后适用于其他相机。经验证,该地面检测系统能有效完成多光谱TDICCD航天相机的功能测试、光电参数性能测试的要求,为项目顺利进行提供有力保障。 展开更多
关键词 时间延迟积分电荷耦合器件(tdiccd) 航天相机 地面检测系统 采集卡
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偏流角对TDICCD相机像质的影响分析 被引量:29
2
作者 樊超 李英才 易红伟 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期70-73,107,共5页
为分析TDICCD相机成像过程中偏流角对相机像质的影响,根据卫星轨道方程写出了偏流角随纬度变化的具体形式。基于此分别研究了其在卫星穿航方向和沿航方向引起的像移量和对相机成像质量的影响,并利用极地圆轨道参数详细计算了偏流角引起... 为分析TDICCD相机成像过程中偏流角对相机像质的影响,根据卫星轨道方程写出了偏流角随纬度变化的具体形式。基于此分别研究了其在卫星穿航方向和沿航方向引起的像移量和对相机成像质量的影响,并利用极地圆轨道参数详细计算了偏流角引起的像移对像质的影响程度和在MTFdrift>0.95的情况下调整偏流角的时间间隔。结果表明,偏流角是纬度的函数,由它引起的像移在穿航方向对相机像质的影响较为严重,必须采取补偿措施加以校正。 展开更多
关键词 偏流角 tdiccd相机 像移 像质
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卫星振动对TDICCD成像质量的影响及补偿方法 被引量:22
3
作者 石俊霞 薛旭成 郭永飞 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期11-16,共6页
为了对卫星振动图像进行稳像处理,分析了卫星振动对时间延时积分(TDI)电荷耦合器件(CCD)成像质量的影响,提出了一种对卫星振动进行补偿的方法。首先介绍了TDICCD的工作原理及其对振动的敏感性,然后以调制传递函数(MTF)为评价标准研究了... 为了对卫星振动图像进行稳像处理,分析了卫星振动对时间延时积分(TDI)电荷耦合器件(CCD)成像质量的影响,提出了一种对卫星振动进行补偿的方法。首先介绍了TDICCD的工作原理及其对振动的敏感性,然后以调制传递函数(MTF)为评价标准研究了振动对TDICCD成像质量的影响,重点分析了TDICCD积分级数与振动的关系。通过对卫星振动数据的具体计算表明,TDICCD的积分级数越大,卫星振动对成像质量的影响越严重。当TDICCD积分级数大于或等于54时,MTF值已下降到95%以下。根据分析结果,提出了基于快速CCD的卫星振动检测方法和基于振镜的卫星振动补偿方法来补偿卫星振动对TDICCD成像质量的影响。在卫星振动检测技术中,提出了一种改进的灰度投影算法来检测卫星振动参量,检测误差不超过0.5个像素。 展开更多
关键词 稳像 卫星振动 tdiccd 调制传递函数 灰度投影算法
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速高比对TDICCD相机的影响分析 被引量:16
4
作者 樊超 李英才 易红伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期817-821,共5页
高分辨率星载时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)相机在侧摆成像过程中,速高比变化会引起相机图像运动角速度的变化,恶化相机的像质。因此研究卫星相机成像时速高比的变化规律,并分别从成像地面景物的纬度变化和相机侧摆角度的变化两个... 高分辨率星载时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)相机在侧摆成像过程中,速高比变化会引起相机图像运动角速度的变化,恶化相机的像质。因此研究卫星相机成像时速高比的变化规律,并分别从成像地面景物的纬度变化和相机侧摆角度的变化两个方面研究速高比变化对成像质量的影响。通过实例计算,给出了时间延迟积分(TDI)行积分时间调整的时间间隔和相机成像时允许的侧摆角度范围。最后分析了视场变化对相机像质的影响。 展开更多
关键词 飞行器仪表设备 速高比 tdiccd相机 像移 像质
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星载TDICCD相机方位扫描像移模型研究 被引量:9
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作者 张树青 张媛 +1 位作者 周程灏 王治乐 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1823-1829,共7页
在应用坐标系变换方法实现星载TDICDD相机星下点扫描像移模型的基础上,将45°旋转扫描反射镜(以下简称45°镜)用于TDICCD相机成像以扩大扫描视场。首先深入分析了45°镜的成像特性及K镜消像旋的原理,并利用Matlab对K镜消像... 在应用坐标系变换方法实现星载TDICDD相机星下点扫描像移模型的基础上,将45°旋转扫描反射镜(以下简称45°镜)用于TDICCD相机成像以扩大扫描视场。首先深入分析了45°镜的成像特性及K镜消像旋的原理,并利用Matlab对K镜消像旋效果进行仿真,验证了加入K镜的合理性。然后利用45°镜及K镜对光矢量的转换矩阵,建立了TDICCD相机方位扫描时的像移模型,为后续像移分析提供理论依据。 展开更多
关键词 tdiccd 像旋 方位扫描 像移
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采用线阵TDICCD相机的实时自动增益控制算法 被引量:10
6
作者 彭妮娜 陈大羽 +1 位作者 王琨 包斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1370-1375,共6页
动态范围是遥感器的一项重要性能指标,动态范围过窄会在图像中出现高端饱和、丢失信息或高端闲置、信息压缩在低端的情况。为提高相机的动态范围,需要根据成像景物和光照的实时变化调整信号增益,以最大程度地发挥相机的性能,提高相机成... 动态范围是遥感器的一项重要性能指标,动态范围过窄会在图像中出现高端饱和、丢失信息或高端闲置、信息压缩在低端的情况。为提高相机的动态范围,需要根据成像景物和光照的实时变化调整信号增益,以最大程度地发挥相机的性能,提高相机成像质量。在深入研究线阵TDICCD的成像原理的基础上,提出了一种基于线阵TDICCD相机的实时自动增益控制算法,实现了星上实时调整TDICCD相机的积分级数,改变相机的动态范围,以适应不同的地面景物目标。并将其工程化应用到CCD相机视频电路成像链路中,通过试验验证了算法的正确性、稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 自动增益控制 tdiccd 动态范围
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航天高速TDICCD相机视频信号采样技术 被引量:5
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作者 石俊霞 郭永飞 +1 位作者 司国良 朱宏殷 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期13-18,共6页
针对航天高速TDICCD相机,为了提高其成像质量,提出了对相关双采样信号进行纳秒级延时的精确采样方法和对驱动芯片的温度漂移进行自适应补偿的方法。首先介绍了相关双采样(CDS)的原理,分析了采样位置对TDICCD相机的影响,然后提出了利用F... 针对航天高速TDICCD相机,为了提高其成像质量,提出了对相关双采样信号进行纳秒级延时的精确采样方法和对驱动芯片的温度漂移进行自适应补偿的方法。首先介绍了相关双采样(CDS)的原理,分析了采样位置对TDICCD相机的影响,然后提出了利用FPGA内部进位链资源实现纳秒级延时从而对采样信号进行精确调整的方法,同时分析了驱动芯片的温度漂移效应导致对CCD输出信号的影响,提出了一种针对温度漂移对采样信号进行自适应调整的方法,来满足采样时序关系。利用实际工程中的成像系统对采样位置精度及高低温环境分别进行了实验。实验结果表明,提出的方法能实现采样信号的精确调整,有效的提高图像的动态范围,同时能对驱动芯片温度漂移进行自适应补偿。未补偿前,在低温度-36℃时图像的信噪比为37.4dB,补偿后图像的信噪比为51dB。 展开更多
关键词 航天相机 tdiccd 精确采样 温度补偿
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航天TDICCD相机视频信号处理中相关双采样技术的研究 被引量:16
8
作者 黄巧林 金伟其 朱敏 《航天返回与遥感》 2002年第4期17-25,共9页
分析了TDICCD视频信号读出时复位噪声的产生机理 ,并从噪声互消及数学相关性原理出发 ,分析了TDICCD输出视频信号的采样技术———相关双采样 ;讨论了相关双采样技术的工作原理及其对TDICCD读出噪声 (包括TDICCD的复位噪声、水平时钟驱... 分析了TDICCD视频信号读出时复位噪声的产生机理 ,并从噪声互消及数学相关性原理出发 ,分析了TDICCD输出视频信号的采样技术———相关双采样 ;讨论了相关双采样技术的工作原理及其对TDICCD读出噪声 (包括TDICCD的复位噪声、水平时钟驱动及电源地线耦合串扰噪声、输出放大器的白噪声和 1/f噪声复位噪声 )的滤除作用 ,给出了相关双采样技术在实际应用中的电路实现。最后 ,并通过实验加以验证 ,TDICCD信号的输出信噪比 (S/N)能达到 4 8dB。 展开更多
关键词 相关双采样 复位噪声 tdiccd相机 航天遥感 视频信号处理
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基于航天TDICCD相机像移分析的PSF估计及图像复原算法研究 被引量:16
9
作者 谢冰 焦斌亮 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期936-940,共5页
根据时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)特殊的工作原理,分析了其产生像移的原因,基于对TDIC-CD像移的分析估计出模糊图像的点扩散函数(PSF)。根据TDICCD像移产生的机理,建立了图像退化的数学模型,并在功率谱均衡复原算法的基础之上提出... 根据时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)特殊的工作原理,分析了其产生像移的原因,基于对TDIC-CD像移的分析估计出模糊图像的点扩散函数(PSF)。根据TDICCD像移产生的机理,建立了图像退化的数学模型,并在功率谱均衡复原算法的基础之上提出了像移复原滤波的数学表达式,对运动模糊图像进行了半盲恢复,通过Matlab仿真证明了图像复原算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 tdiccd 图像复原 像移 点扩散函数PSF MATLAB
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星载TDICCD相机像移对成像质量的影响分析 被引量:21
10
作者 李晓云 杜伟 《航天器工程》 2011年第3期51-55,共5页
通过分析给出了偏流角变化、速高比变化和姿态精度导致的像移量及其与调制传递函数的对应关系,结合卫星轨道和相机参数,在不同积分级数下引起的像移对相机成像质量的影响进行了仿真。结果表明,随着积分级数的增加,像移对相机成像质量的... 通过分析给出了偏流角变化、速高比变化和姿态精度导致的像移量及其与调制传递函数的对应关系,结合卫星轨道和相机参数,在不同积分级数下引起的像移对相机成像质量的影响进行了仿真。结果表明,随着积分级数的增加,像移对相机成像质量的影响越来越大,尤其表现为偏流角及速高比的变化。为此,在轨运行期间须对其采取补偿措施,为保证高质量的图像,卫星平台必须具有高精度、高稳定度的姿态控制系统。 展开更多
关键词 卫星 tdiccd相机 像移 成像质量 仿真
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TDICCD相机像质综合评价研究 被引量:18
11
作者 陈荣利 李英才 樊学武 《航天返回与遥感》 2003年第4期10-13,共4页
基于对影响航天相机成像质量诸多因素的综合考虑,文章试图从一个新的角度提出用MTF与SNR的乘积大于或等于9来综合评价航天相机成像性能的方法,为研制轻型航天相机提供参考。
关键词 tdiccd相机 成像质量 航天相机 航天遥感器 评价指标
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TDICCD相机成像系统地面检测设备设计 被引量:9
12
作者 李云飞 赵运隆 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期842-846,共5页
针对TDICCD成像系统在研制过程中对地面检测的各种需求,设计了一套地面检测设备,按照功能划分为供电仿真系统、测控仿真系统、485总线监视系统、图像数据采集系统等。设计出的地面检测设备已经成功配合完成了某遥感相机的研制,并交付使... 针对TDICCD成像系统在研制过程中对地面检测的各种需求,设计了一套地面检测设备,按照功能划分为供电仿真系统、测控仿真系统、485总线监视系统、图像数据采集系统等。设计出的地面检测设备已经成功配合完成了某遥感相机的研制,并交付使用。实验证明该系统工作稳定,灵活可靠,满足了TDICCD成像系统检测的要求。 展开更多
关键词 tdiccd 成像系统 地面检测设备
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TDICCD成像的速度同步分析和实验 被引量:7
13
作者 杨桦 朱永红 +1 位作者 焦文春 刘颖 《航天返回与遥感》 2003年第1期38-42,共5页
模拟星载遥感器的成像条件对靶标进行动态成像 ,分析TDICCD相机的实验室动态成像性能 ,并通过改变运动像的速度 ,研究TDICCD与运动像不同步对成像质量的影响 ,考察相机在推扫成像过程中 ,因推扫速度失配而产生的像移现象对相机成像质量... 模拟星载遥感器的成像条件对靶标进行动态成像 ,分析TDICCD相机的实验室动态成像性能 ,并通过改变运动像的速度 ,研究TDICCD与运动像不同步对成像质量的影响 ,考察相机在推扫成像过程中 ,因推扫速度失配而产生的像移现象对相机成像质量的影响 ,验证相机像移影响计算公式的推导结果。 展开更多
关键词 tdiccd相机 速度同步 实验 星载遥感器 成像质量 推扫速度
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高分辨率TDICCD相机轻量化技术 被引量:9
14
作者 陈荣利 樊学武 《航天返回与遥感》 2003年第2期20-24,共5页
高分辨率可见光相机是航天侦察最重要的手段之一。随着用户对分辨率的要求不断提高 ,光学系统的焦距不断增长。长焦距TDICCD相机代表着长焦距传输型相机的发展方向 ,而焦距的增长意味着相机尺寸和质量的增加。文章介绍了国外轻量化技术... 高分辨率可见光相机是航天侦察最重要的手段之一。随着用户对分辨率的要求不断提高 ,光学系统的焦距不断增长。长焦距TDICCD相机代表着长焦距传输型相机的发展方向 ,而焦距的增长意味着相机尺寸和质量的增加。文章介绍了国外轻量化技术的一些成果 ,从结构、材料、探测器等方面讨论了我国高分辨率相机轻量化的技术途径。 展开更多
关键词 分辨率 tdiccd相机 轻量化 航天侦察 光学系统 亚像元成像技术 航天遥感
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平台姿态误差对TDICCD相机成像几何质量的影响 被引量:2
15
作者 巫兆聪 杨帆 +2 位作者 巫远 朱军 韩杏子 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期101-106,共6页
研究卫星平台姿态误差对TDICCD相机成像几何质量的影响有助于提出姿态指标设计要求以提高相机几何成像质量,以像点位移为中间参量,研究平台姿态误差和成像几何质量指标之间的定量关系。基于平台姿态误差引起的像移速度、偏流角和积分时... 研究卫星平台姿态误差对TDICCD相机成像几何质量的影响有助于提出姿态指标设计要求以提高相机几何成像质量,以像点位移为中间参量,研究平台姿态误差和成像几何质量指标之间的定量关系。基于平台姿态误差引起的像移速度、偏流角和积分时间等成像参数误差分析,结合严密几何成像模型推导像点位移的误差模型,建立从像点位移量到相邻像元间角度畸变、长度畸变、像元分辨率和定位误差等几何质量指标的定量模型,构建从平台姿态误差到相机成像几何质量指标的完整定量分析链路。仿真实验结果表明,偏航角姿态误差是影响成像几何质量的主要因素。 展开更多
关键词 平台姿态误差 像移 成像几何质量 tdiccd相机
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影响TDICCD相机成像质量的因素分析 被引量:11
16
作者 樊超 李英才 +1 位作者 王锋 梁义涛 《红外》 CAS 2008年第8期21-25,48,共6页
在高分辨率TDICCD相机的成像过程中,偏流角和速高比的变化都会影响相机的成像质量。根据卫星的运动状态,分别推导了偏流角和速高比的表达式,并分析了由其引起的附加像移。结合实际的卫星轨道参数,详细计算了偏流角和速高比随纬度的变换... 在高分辨率TDICCD相机的成像过程中,偏流角和速高比的变化都会影响相机的成像质量。根据卫星的运动状态,分别推导了偏流角和速高比的表达式,并分析了由其引起的附加像移。结合实际的卫星轨道参数,详细计算了偏流角和速高比随纬度的变换规律以及它们在不同积分级数下引起的像移对相机像质的影响程度,给出了像移调制传递函数大于0.95时允许的最大偏流角和相机侧摆角度。结果表明,随着积分级数的增加,由偏流角和侧摆引起的像移对相机像质的影响越来越大,当积分级数N=32、MTF_(像移)>0.95时,允许的最大偏流角和侧摆角度分别为0.62°和29.5°. 展开更多
关键词 tdiccd相机 偏流角 速高比 像移 像质
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TDICCD时序设计在FPGA中的工程实现 被引量:8
17
作者 万旻 李涛 《航天返回与遥感》 2006年第3期34-40,27,共8页
文章结合TDICCD和FPGA器件特点,主要从设计目标分析,VHDL算法描述、综合、布线、仿真、代码优化、代码测试验证等几方面,阐述了TDICCD时序设计的全过程;利用同步设计的思想避免了竞争与冒险;利用RC延迟模块实现了时序的精确调整;利用模... 文章结合TDICCD和FPGA器件特点,主要从设计目标分析,VHDL算法描述、综合、布线、仿真、代码优化、代码测试验证等几方面,阐述了TDICCD时序设计的全过程;利用同步设计的思想避免了竞争与冒险;利用RC延迟模块实现了时序的精确调整;利用模块化思想提高了代码的可重用性、可测试性、可读性。最终,实现了一个6MHz像元输出速率下能正常工作的TDICCD的成像系统。 展开更多
关键词 FPGA tdiccd 时序逻辑设计 模块化设计 代码优化
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偏流对三线阵TDICCD测绘相机的影响分析 被引量:8
18
作者 杨居奎 许敬旺 《航天返回与遥感》 2006年第4期27-32,共6页
文章通过对三线阵相机的工作原理、偏流角的形成及其影响进行分析,得出偏流对相机MTF和三台相机共同覆盖宽度的影响数据,从而得出在该种类型的相机系统应用时,偏流角必须进行修正。
关键词 三线阵 偏流角 tdiccd
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基于目标的全色TDICCD空间相机信噪比分析 被引量:2
19
作者 钟兴 金光 张雷 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期45-49,共5页
TDICCD是近几年发展起来的一种新型光电传感器,作为焦平面器件已广泛应用于空间相机的设计和制造.本文分析了待观测目标太阳高度角及亮度的影响因素,建立了光能量从待观测目标到空间相机入瞳的亮度传递数学模型,提出了一种基于目标的全... TDICCD是近几年发展起来的一种新型光电传感器,作为焦平面器件已广泛应用于空间相机的设计和制造.本文分析了待观测目标太阳高度角及亮度的影响因素,建立了光能量从待观测目标到空间相机入瞳的亮度传递数学模型,提出了一种基于目标的全色TDICCD空间相机信噪比快速预估计算方法.以模拟极轨卫星所携带的TDICCD相机为例进行了预估分析.结果显示,此模拟北纬20°待观测目标全年星下点太阳高度角范围为41.5°~76.7°,F数为15的TDICCD相机可以获得的最大信噪比大于40dB.本文的推导可用于TDICCD空间相机的预研和总体设计,同时达到验证卫星任务规划与轨道设计合理性的目的. 展开更多
关键词 tdiccd 空间相机 信噪比
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高分辨力TDICCD高速视频处理技术 被引量:3
20
作者 宁永慧 石俊霞 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期82-88,共7页
为了获得高分辨力TDICCD成像系统中高速视频处理器芯片的性能指标和成像效果,分析了成像系统视频处理器的参数设置、系统噪声类型和处理方法,设计了基于FPGA的LM98640芯片智能控制功能,实现了高分辨力TDICCD视频信号的分时采样量化和精... 为了获得高分辨力TDICCD成像系统中高速视频处理器芯片的性能指标和成像效果,分析了成像系统视频处理器的参数设置、系统噪声类型和处理方法,设计了基于FPGA的LM98640芯片智能控制功能,实现了高分辨力TDICCD视频信号的分时采样量化和精确采样调节控制功能,降低了TDICCD相机电子学系统的噪声水平,提高了信噪比指标。经实验对比分析,基于LM98640的TDICCD视频信号处理系统,能有效提高像元处理速度和图像数据精度,成像系统输出图像信噪比可达到47.4 d B。 展开更多
关键词 LM98640 相关双采样 低噪声 视频处理控制 tdiccd
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