[发明专利]一种凝视型空间相机分时多光谱成像控制的相机系统及控制方法

说明书

一种凝视型空间相机分时多光谱成像控制的相机系统及控制方法，在具有可变波段滤光装置的凝视型空间相机中设置单谱段单次成像、单谱段连续成像、全谱段单次成像、全谱段连续成像四种基本成像模式，用于配合卫星平台实现多种对地观测模式。相机中使用一台控制器控制相机的可变波段滤光装置、焦面组件、信号处理装置按照设定的工作流程实现这四种基本工作模式，本发明方法与现有技术方法相比，相机自主控制能力强，系统所需控制设备少，机构动作与成像控制同步精度高，成像控制模式简洁、灵活多样、覆盖全面，能够简单可靠的与卫星平台工作模式匹配组合实现多种类型的对地观测任务，可作为静轨凝视型空间相机最基本的分时多光谱成像控制方法使用。

技术领域

本发明涉及一种凝视型空间相机分时多光谱成像控制的相机系统及控制方法，属于航天光学遥感技术领域。

背景技术

凝视型空间相机多用于地球静止轨道对地观测，地球静止轨道凝视相机因为其轨道特点所带来的监测范围广、时间分辨率高等特点可以为减灾、气象、地震、林业、海洋、国土、水利等多个行业的应用提供遥感数据服务，目前已成为国内外未来对地观测技术发展的重要方向。

地球静止轨道对地观测卫星具有多用户、多用途、可并行执行多任务的特点，根据观测任务不同，卫星可分为凝视成像模式、区域成像模式、机动巡查模式等，凝视型空间相机涉及单次成像、连续成像、全谱段成像、指定谱段成像等多种成像模式，每一次成像都需要对成像参数调整，同步控制精度需求也较高。现有空间相机工作模式多为卫星星务或数管分系统通过通讯总线直接控制，空间相机设计为指令解析执行式的工作模式，相机自主控制能力薄弱，而且总线控制执行式的工作模式设备间同步控制精度低，即使相机设计有一定的流程控制能力，但其控制方法都有模式单一、控制灵活性和多样性差等缺点。

为实现复杂的并行多任务观测需求，需要一种简洁且完备的凝视型空间相机分时多光谱成像控制方法，与卫星平台工作模式相配合可以实现各种类型观测任务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术不足，针对地球静止轨道对地观测卫星具有多用户、多用途、可并行执行多任务，工作模式复杂的特点，提出一种可用于地球静止轨道凝视相机的分时多光谱成像控制方法，该系统使用四种简洁的基本成像模式配合卫星系统，可以高效率完成多种类型的对地观测任务。

本发明的技术方案是：一种凝视型空间相机分时多光谱成像控制的相机系统，包括：光学镜头(1)、可变波段分光装置(2)、焦面组件(3)、信号处理装置(4)、控制器(5)；

可变波段分光装置(2)放置在光学镜头(1)和焦面组件(3)之间，用于选取成像的波段；

光学镜头(1)将来自目标的信息经过可变波段滤光装置(2)入射会聚在焦面组件(3)上形成光学像；

焦面组件(3)对光学像进行光电转换和信号读出，即将来自光学镜头(1)的入射光信号转换为电信号，对该电信号进行采样响应后，输出给信号处理装置(4)；

信号处理装置(4)对焦面组件(3)生成的电信号依次进行放大、滤波、模数转换以及编码后输出；

控制器(5)能够控制可变波段滤光装置(2)、焦面组件(3)和信号处理装置(4)，以实现成像控制。

成像控制能够设置四种基本成像工作模式，分别是单谱段单次成像模式(6)、单谱段连续成像模式(7)、全谱段单次成像模式(8)、全谱段连续成像模式(9)。

一种凝视型空间相机分时多光谱成像控制方法，能够实现单谱段单次成像模式(6)，步骤如下：

(1)控制器(5)收到谱段设置总线指令后，根据该指令控制可变波段分光装置(2)将指定的谱段滤光片置入光路中，待步进电机驱动指定的滤光片进入光路中即机构动作到位后，等待单谱段单次成像模式总线指令；