[发明专利]一种TDI红外探测器扫描成像系统扫描速率评估方法

说明书

技术领域

本发明属于航天光学遥感技术领域，涉及一种适用于TDI红外探测器扫描成像系统扫描速率评估方法。

背景技术

在空间光学遥感器中，扫描成像系统具有观测视场大、光谱覆盖范围宽等优点，但是扫描机构复杂，扫描速率不准确或变化会导致图像畸变、影响像质。在TDI红外探测器扫描成像系统中，扫描速率与系统焦距、积分时间参数的匹配尤为突出。

在以往的扫描成像系统中，一般根据扫描机构单独测试数据评估扫描速率，而不在成像系统上进行评估。扫描机构按照扫描成像系统设计参数进行扫描速率设计，采用线性度测试仪进行扫描速率及其线性度测试。目前的扫描线性度测试仪常用光电测角法测试扫描速率及其线性度，即采用以CCD探测器为基础的图像测量方法。平行光管的焦面上放置一狭缝靶标，由积分球照明，经平行光管准直后形成平行光。扫描机构置于平行光路中，扫描镜与平行光成45°夹角，扫描镜将平行光折转90°进入CCD相机。当扫描镜摆动α时，扫描镜的出射光方向改变2α，根据CCD相机上亮斑的位置，即可进行角度测量。该方法仅适用于扫描机构的扫描速率及其线性度评估。

成像系统装调完成后，其焦距和探测器积分时间参数可能与设计值存在偏差。为了使扫描速率与成像系统焦距、积分时间参数匹配，需要一种在扫描成像系统上评估扫描速率的方法。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提出一种TDI红外探测器扫描成像系统扫描速率评估方法，能够对扫描成像系统全视场的扫描速率进行评估，并以此调整扫描控制参数，解决扫描速率与系统焦距、积分时间参数的不匹配问题，提高成像质量。

本发明技术解决方案：一种TDI红外探测器扫描成像系统扫描速率评估方法，实现步骤如下：

（1）采用两点法对扫描成像系统输出的四杆靶标图像进行非均匀校正，在每杆靶标图像中对第n元红外探测器的靶标图像边缘，即从暗条纹到亮条纹部分和从亮条纹到暗条纹部分均选取暗条纹5～12列、亮条纹5～12列的图像，对选取的数据通过三次样条函数对数据进行10倍插值；对第n＋1元红外探测器的靶标图像边缘，即从暗条纹到亮条纹部分和从亮条纹到暗条纹部分均选取暗条纹5～12列、亮条纹5～12列的图像，对选取的数据通过三次样条函数对数据进行10倍插值；

（2）对步骤（1）中校正后的的四杆靶标图像，计算每杆亮条纹图像数据的均值，计算每杆暗条纹图像数据的均值；将每杆暗条纹和亮条纹图像的均值求差值，取差值的1/2并与暗条纹均值求和得到每杆靶标图像半功率点图像DN值；

（3）对步骤（1）中每杆靶标图像插值后的数据通过查找法，查找第n元和第n+1元红外探测器在步骤（2）中半功率点图像DN值处对应的列数K_n和K_n+1；计算K_n+1与K_n绝对值差ΔK；

（4）通过步骤（3）中的ΔK计算扫描速率偏差，计算公式如下：

ΔV=ΔKd×V---(1)]]>

式（1）中：△V：扫描速率偏差；

V：标称扫描速率；

△K：探测器奇偶元图像位置偏差；

d:探测器奇元与偶元间距与成像系统采样间距的比值；

根据式（1）计算出扫描成像系统的扫描速率相对偏差，计算公式如下：

ΔVV=ΔKa---(2)]]>

当△K为0时，即△V为0，此时扫描速率与系统焦距、积分时间参数完全匹配；当△K为非0时，△V亦为非0，即扫描速率与系统焦距、积分时间参数不完全匹配;