[发明专利]航空双面阵立体测绘系统

权利要求书

1.航空双面阵立体测绘系统，包括前视面阵相机、后视面阵相机、飞行平台及夹角监视系统以及时序控制及数据处理器；所述飞行平台负责整个平台的供电、遥测和遥控；其特征是，所述前视面阵相机和后视面阵相机包含在一个统一的框架内，并且前视面阵相机和后视面阵相机的光学系统相互独立，前视面阵相机由前视光学系统、前视调焦组件和前视像面组件组成；后视面阵相机由后视光学系统、后视调焦组件和后视像面组件组成；

所述夹角监视系统由前视目标发生器、前视探测器、后视目标发生器、后视探测器、四个转角棱镜和四个小反射镜组成，

所述前视目标发生器和前视探测器设置在前视面阵相机的两侧，后视目标发生器和后视探测器设置在后视面阵相机的两侧；

前视目标发生器从前视面阵相机像面边缘发出的光线经第一小反射镜反射后进入前视光学系统，经前视光学系统后经过第一转角棱镜和第二转角棱镜反射后进入后视光学系统，再经第二小反射镜反射后在后视面阵相机像面边缘的后视探测器成像；

后视目标发生器从后视面阵相机像面边缘发出的光线经第三小反射镜反射后进入后视光学系统，经后视光学系统后经过第三转角棱镜和第四转角棱镜反射后进入前视光学系统，再经第四小反射镜反射后在前视面阵相机像面边缘的前视探测器成像；

所述时序控制及数据处理器产生时序控制信号控制前视像面组件和后视像面组件中的面阵图像传感器工作，并对前视调焦组件和后视调焦组件进行控制，使前视像面组件和后视像面组件处于焦面位置；

地面的景物经前视光学系统和后视光学系统后对应成像在前视像面组件和后视像面组件的面阵图像传感器上，所述面阵图像传感器输出的双面阵数字图像数据经时序控制及数据处理器进行调理后输出到数据存储计算机；夹角监视系统输出作为判断前视光学系统和后视光学系统的夹角变化值依据的图像，送入时序控制及数据处理器后进行质心的计算，所述数据存储计算机根据计算结果，采用框幅相片理论对获取的双面阵数字图像数据进行平差，获得立体测绘图像；

所述前视光学系统和后视光学系统的结构相同，两光学系统光轴平行且与地面垂直，即两光学系统的焦面平行，构建平坦像面，所述前视光学系统和后视光学系统中视轴和光轴夹角β为前视光学系统和后视光学系统交会角φ的一半，用公式表示为：

要求2tgβ＞0.4，所述前视光学系统和后视光学系统交会角φ为前视光学系统和后视光学系统视轴的夹角；

所述前视光学系统和后视光学系统在二维方向的视场角ω＝2θ×2γ，γ为沿轨视场角，θ为穿轨视场角，转角棱镜的转角p为(90-γ)°。

2.根据权利要求1所述的航空双面阵立体测绘系统，其特征在于，所述前视目标发生器的发光点与后视探测器的成像点共轭；后视目标发生器的发光点与前视探测器的成像点共轭。

3.根据权利要求1所述的航空双面阵立体测绘系统，其特征在于，所述第一转角棱镜、第二转角棱镜相对前视光学系统和后视光学系统镜像，第三转角棱镜、第四转角棱镜相对前视光学系统和后视光学系统镜像。

4.根据权利要求1所述的航空双面阵立体测绘系统，其特征在于，所述前视像面组件和后视像面组件中的面阵图像传感器像元尺寸为a，分辨率为m×n，所述m为垂直推扫方向的像素数，且m≥n﹥0；

对于TDI工作方式，要求在最小行周期时间t_hmin内实现一次曝光操作，实现的连续曝光次数大于等于16次；

所述面阵图像传感器的最小行周期时间t_hmin为：

面阵图像传感器的最大帧周期t_fmax为：

面阵图像传感器的最低帧频f_fmin为：

式中，η为前视面阵相机或后视面阵相机中单台相机在连续推扫摄像过程中，相邻两幅图像的重叠率，0＜η≤0.2，V为飞行器的航行速度，H为飞行高度，f为光学系统的焦距。

5.根据权利要求1所述的航空双面阵立体测绘系统，其特征在于，所述的前视光学系统和后视光学系统采用大离轴角离轴三反光学系统。