[发明专利]一种异步推扫式遥感立体成像仿真测试系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感立体成像模拟技术领域，特别涉及一种异步推扫式遥感立体成像仿真测试系统及其测试方法。

背景技术

异步推扫式遥感立体成像是获取遥感数据的重要方式，在深空探测、国土勘察等领域具有广泛应用。与通常的双目、多目立体成像不同，异步推扫式遥感立体成像属于非同步成像，因此基线距离、轨道高度和相机位置姿态不固定，三维地形地貌的梯度矢量变化会造成推扫式立体成像数据中不同区域三维信息的缺失，对立体成像精度和分辨率产生影响，为构建高精度立体形貌影像带来困难。

当前涉及异步推扫式遥感立体成像的科学研究中，主要是从遥感数据存储节点申请遥感数据，如从我国探月中心申请“嫦娥一号”科学数据。该方法虽然能为异步推扫式遥感立体成像科学研究申请到遥感影像数据，但是具有局限性。主要体现在：首先，该方法虽然获取了真实的遥感影像数据，但是因权限等级限制，导致部分研究机构和个人难以得到所需要的遥感图像数据展开科学研究；其次，申请到的遥感影像是由星载或机载CCD(Charge Coupled Device，电荷藕合器件)相机拍摄得到，其数据获取方式的特殊性和高成本，导致科学研究中某些实验无法有效展开，如针对特定区域的多种轨道高度、多种姿态角状态下的遥感成像，即CCD姿轨六自由度变化对异步推扫式遥感立体成像分辨率的影响，或CCD相机固定姿轨状态下对具有不同梯度变化形貌区域遥感成像的比对研究，即地形地貌起伏梯度变化对异步推扫式遥感立体成像分辨率的影响。

因此寻找一种异步推扫式遥感立体成像仿真测试系统及其测试方法，在获取高精度异步推扫式遥感立体成像仿真数据的基础上，又能实现CCD姿轨六自由度变化和地形地貌起伏梯度变化对异步推扫式遥感立体成像分辨率影响的仿真测试，具有重要的科学意义。

发明内容

为了能够实现获取高精度异步推扫式遥感立体成像仿真数据的基础上，又能实现CCD姿轨六自由度变化和地形地貌起伏梯度变化对异步推扫式遥感立体成像分辨率影响的仿真测试，满足实际工作中的需要，本发明提供了一种异步推扫式遥感立体成像仿真测试系统及其测试方法，详见下文描述：

一种异步推扫式遥感立体成像仿真测试系统，所述异步推扫式遥感立体成像仿真测试系统包括：可编程数控模块、六自由度姿轨控制模块、磁性测量传感模块、摄影模块和气浮支撑框架，

所述可编程数控模块通过信号线与所述六自由度姿轨控制模块连接，发送设计的航线信号和控制指令以驱动所述摄影模块发生轨道和姿态变化，实现CCD姿轨六自由度变化，对视场内三维形貌模型的扫描成像和仿真测试；所述六自由度姿轨控制模块与所述气浮支撑框架机械固联；所述磁性测量传感模块与所述六自由度姿轨控制模块粘性连接，实现对飞行方向、推扫方向和轨道方向行程变化量的测量，获取测量值。

所述六自由度姿轨控制模块与所述气浮支撑框架机械固联具体为：由电动旋转台组成的三轴角度台以及伺服电机、丝杠和直线导轨组成的机电一体化结构。

所述可编程数控模块具体为：

基于工业单板机平台的人机交互数字化程控终端，具有PC/104计算机体系结构，包括：嵌入式单板机、电源、串口通信板、模拟I/O板及网络通讯。

所述磁性测量传感模块具体包括：

绝对测量工作模式和相对测量工作模式，在所述绝对测量工作模式下，所述测量值通过串口经信号转换反馈到所述可编程数控模块，所述异步推扫式遥感立体成像仿真测试系统形成闭环控制系统。

一种异步推扫式遥感立体成像仿真测试方法，所述方法包括以下步骤：

(1)异步推扫式遥感立体成像仿真测试系统利用三轴直线导轨和三轴微型电动转台实现CCD姿轨六自由度变化，对视场内三维形貌模型的扫描成像和仿真测试；

(2)制作标准地形地貌模板；

(3)根据所述标准地形地貌模板来验证CCD姿轨六自由度变化对异步推扫式遥感立体成像分辨率的影响；

(4)制作地形地貌标准分辨率模板；

(5)根据所述地形地貌标准分辨率模板来验证成像视场内地形地貌起伏梯度矢量变化对异步推扫式遥感立体成像分辨率的影响。

步骤(2)中的所述制作标准地形地貌模板具体为：

通过真实DEM数据经三维成型方法转为IGS格式或DXF格式或STL格式数据后，用三维机加工方法制作的。

步骤(4)中的所述制作地形地貌标准分辨率模板具体为：

以光栅加工方法制作所述地形地貌标准分辨率模板。

所述地形地貌标准分辨率模板具体为直线栅纹光栅板。