[实用新型]一种全谱段多通道成像系统

说明书

技术领域

本发明属于空间光学遥感器技术领域，涉及一种大视场、全谱段成像条件下，应用于空间的全谱段多通道成像系统。

背景技术

随着遥感技术的发展，各类用户对地面景物的光谱信息要求越来越高，特别是对覆盖可见、短波、中波以及长波红外区域的光谱信息提出了迫切的需求。传感器的光谱分辨率越高，所取得的图像就越能客观、有效的反应地物的光谱特征，传感器探测地物的能力就越强，由不同光谱特征反映的不同地物间的差别在图像上就能得到很好的体现。全谱段成像遥感数据在资源评价、环境监测、灾害预警与灾后评估、城市规划、目标分类识别等方面得到广泛应用，具有极大的社会效益与经济效益。

典型的全谱段卫星主要有美国的landsat系列、中分辨率成像光谱仪（MODIS）、全谱段红外成像仪MTI和印度的IRS系列民用遥感器，国内的全谱段卫星主要有资源系列、环境系列、海洋系列和风云系列卫星。

美国的landset系列卫星中，以ETM+最为先进，其光学系统由前置扫描镜、RC两反系统、一个分色片和两个全谱段器件构成，谱段覆盖为可见/近红外和短波红外，细分为7个全谱段谱段和一个全色谱段；MODIS光学系统由穿越轨迹扫描的扫描镜、格里高利两反系统、离轴双反系统、补偿透镜组和干涉滤光片及四个线阵接收器件组成，谱段范围覆盖可见光到长波红外谱段，但系统含有活动部件使整机稳定性及可靠性降低、无法实现高的光谱分辨率；MTI光学系统采用离轴三反结构型式，采用滤光片配合高集成度焦平面技术实现全谱段成像，由于焦平面高集成度技术受限，工程化难度增加，且难以实现大视场成像。印度IRS系列是最先进的民用遥感器系列之一，该系列光学系统采用过透射及全反射系统，谱段范围仅覆盖可见光/近红外和短波红外谱段，无法获取中长波和长波谱段光谱信息。

国内的全谱段卫星多采用红外成像仪与可见光相机相结合的方式实现全谱段成像，其中环境系列仅使用可见光—近红外波段。采用多台相机实现宽谱段信息的获取将会使得空间相机的体积和重量都很庞大，而且增加了卫星的发射成本，降低了整星的可靠度。

目前在研及已付诸应用的全谱段卫星光学系统普遍存在视场小、可见光/红外谱段覆盖宽度不足、谱段内光谱细分程度低和短波谱段覆盖不足的问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适合空间遥感器的大视场、超宽谱段、全谱段情况下的多通道成像光学系统。

本发明的技术解决方案是：一种全谱段多通道成像系统，包括：主光学离轴三反系统、可见光近红外/红外谱段分色片、可见光焦面器件、中短波/长波谱段分色片、折转镜、中短波中继光学系统、中短波组合滤光片、中短波焦面器件、长波中继光学系统、长波组合滤光片和长波焦面器件；所述主光学离轴三反系统包括主镜M1、次镜M2和三镜M3；

所述全谱段多通道成像系统包括三个光学通道：可见光/近红外通道、中短波通道和长波通道，三个通道共用主光学离轴三反系统；可见光/近红外通道中主光学离轴三反系统、可见光近红外/红外谱段分色片和可见光焦面器件沿光轴方向依次放置；中短波通道中主光学离轴三反系统、可见光近红外/红外谱段分色片、中短波/长波谱段分色片、中短波中继光学系统、中短波组合滤光片和中短波焦面器件沿光轴方向依次放置；长波通道中主光学离轴三反系统、可见光近红外/红外谱段分色片、中短波/长波谱段分色片、折转镜、长波组合滤光片和长波焦面器件沿光轴方向依次放置；

成像目标的辐射光束进入主光学离轴三反系统，主光学离轴三反系统的出射光线入射至可见光近红外/红外谱段分色片，其中可见近红外光线经可见光近红外/红外谱段分色片反射至可见光焦面器件；中短波光线和长波光线由可见近红外/红外谱段分色片透射至中短波/长波谱段分色片；中短波光线由中短波/长波谱段分色片反射至折转镜并由折转镜反射至中短波中继光学系统，经中短波中继光学系统汇聚至出瞳处的光线由中短波组合滤光片，光谱细分后成像至中短波焦面器件；长波光线由中短波/长波谱段分色片透射至长波中继光学系统，经长波中继光学系统汇聚至出瞳处的光线由长波组合滤光片，光谱细分后成像至长波焦面器件；近红外和长波红外通道光阑设置在各自通道出瞳位置；所述可见近红外/红外谱段分色片和中短波/长波谱段分色片均为楔板，其中心轴与次镜中心轴不重合，且与入射光光轴以一定角度放置。