[发明专利]一种空间相机波前畸变与光轴抖动的集成测量方法

权利要求书

1.一种空间相机波前畸变与光轴抖动的集成测量方法，其特征是：使用了由视场光阑(2)、中继透镜(3)、阵列透镜(4)、块读出型图像探测器(5)和多功能处理器(6)构成的探测设备；

在进行波前畸变探测时，块读出型图像探测器(5)全帧读出，选取接近阵列图像中心位置的一子图像为参考子图像，计算各子图像相对于参考子图像的相对偏移，用于重构波前；

在进行光轴抖动探测时，利用块读出型图像探测器的块读出功能，读出部分子图像，计算各子图像在前后两个时刻内的相对位移，用于估计各时刻的光轴抖动。

2.根据权利要求1所述的一种空间相机波前畸变与光轴抖动的集成测量方法，其特征是：

具体实现步骤如下：

步骤1：在地面用标准平面波对传感器零位进行标定；包括：

步骤1.1：采集一幅阵列光斑图像；

步骤1.2：计算各光斑的中心位置；

步骤2：传感器一直进行光轴抖动探测；包括：

步骤2.1：采集一幅阵列子图像；输出图像时，利用探测器的块读出功能，提高帧频；

步骤2.2：采集下一副阵列子图像，子图像的输出格式同步骤2.1；

步骤2.3：计算当前采集的一幅阵列子图像与上一副阵列子图像间的相对平移量；

步骤2.4：将子图像平移量换算为空间相机焦面图像的抖动量；

步骤2.5：重复步骤2.2、2.3、2.4，至设定时间间隔；

步骤3：步骤2进行设定时间间隔后，探测器输出一幅完整的阵列子图像，用于波前畸变信息的提取；包括：

步骤3.1：采集一幅完整的阵列子图像；

步骤3.2：选定靠近中心位置的某一子图像作为参考子图像；

步骤3.3：计算每一子图像与参考子图像间的相对位置偏差；

步骤3.4：将步骤3.3中的结果减去平面波标定时相应子图像间的位置差；

步骤3.5：将子图像偏移量换算为局部波前斜率；

步骤3.6：根据局部波前斜率拟合完整波前。

3.根据权利要求2所述的一种空间相机波前畸变与光轴抖动的集成测量方法，其特征是：利用块读出型图像探测器(5)的块读出功能进行光轴抖动探测时，根据以下原则选择读出的子图像块：

A.根据光轴抖动探测速度要求，确定读出的子图像数目，探测速度要求越高，读出的子图像数目越少；

B.在满足帧频要求的条件下，读出的子图像数目尽可能多，以提高光轴抖动探测的精度；

C.由于探测器的帧频与输出图像的行数有关，与列数无关，因此，选择输出一行或多行子图像的方式。

4.根据权利要求3所述的一种空间相机波前畸变与光轴抖动的集成测量方法，其特征是：兼顾探测精度要求和子图像成像系统的MTF，优化确定阵列透镜的F^#，并根据以下原则设计阵列透镜的参数：

A.阵列透镜的F_H^#满足公式式中N₀为总子图像数目，N为读出的子图像数目，F₀^#为空间相机的F^#，Δx为要求的抖动探测精度，单位是像元数，δx为相关函数插值精度；

B.阵列透镜的F_H^#不易太大，需考虑子透镜成像的MTF要求，使子图像有较好的对比度和足够的视场。