[发明专利]一种离轴相机视轴的校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学遥感器装调与检测技术领域，具体地，涉及离轴相机视轴的校准方法。

背景技术

随着空间光学遥感器的广泛应用与飞速发展，离轴三反光学系统因具有无中心遮拦、质量轻和视场大等优点已广泛应用于高分辨率立体测绘领域。高精度测绘相机不仅对像质要求严格，同时要求相机具有较高的摄影测量精度和观测地面地理位置的精度，遥感器视轴指向直接关系到相机观测地面地理位置的精度和摄影测量的精度。因此，卫星观测精度要求相机视轴基准与卫星坐标系基准指向一致。

离轴反射光学系统光路原理示意图如图1所示，光线沿视轴1经过主镜2反射到次镜3，再由次镜3反射到三镜4，由三镜4反射到折镜5，最后通过折镜5反射到达像面6，光学系统光轴7与视轴1存在离轴角α，成像位置在光学系统的偏场位置。现有校准方法都是有关同轴光学系统的校准方法，由于离轴光学系统的特殊性，一旦相机坐标系出现偏转，离轴角的存在使得坐标转换后离轴镜头视轴指向将会产生较大误差，从而导致离轴相机与卫星的安装精度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种离轴相机视轴的校准方法，以提高离轴相机和卫星的安装精度。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括：

一种离轴相机视轴的校准方法，包括：(1)建立钻模板与卫星的基准坐标系之间的关系，并据以配打卫星载荷舱底板上的定位销孔；(2)把钻模板放置在二维调整台上，用定位销将离轴相机定位于钻模板上，测量并调整二维调整台的俯仰角，使得离轴相机的线阵方向与大地水平；(3)由多台经纬仪交会测试以得到视轴在卫星坐标系滚转方向的夹角；以及(4)调整离轴相机以满足相机装星要求，并配打相机安装支架的定位销孔。

优选地，在所述步骤（1）中，钻模板的表面代表相机和卫星的安装面YZ面，其法线方向作为X向，由此构成基准坐标系(X Y Z)，钻模板侧面上的立方镜的三轴构成钻模坐标系(X_m Y_m Z_m)，由经纬仪交会得到立方镜与基准坐标系之间的3×3夹角矩阵

N=n11n12n13n21n22n23n31n32n33,]]>

然后，将卫星定位于钻模板上预设的定位销孔中，根据所述3×3夹角矩阵N调整卫星三轴与钻模立方镜之间的角度，使得立方镜与卫星坐标系之间的夹角矩阵接近于所述3×3夹角矩阵N；并根据钻模板上所述预设的定位销孔配打卫星载荷舱底板上的定位销孔，并由经纬仪交会得到立方镜与卫星坐标系之间的3×3传递矩阵：