[发明专利]一种新型自校正一体化无人机载高光谱遥感系统

说明书

本发明涉及一种新型自校正一体化无人机载高光谱遥感系统，属于高光谱光学遥感探测技术领域，系统包括远心望远成像系统、控制与处理模块、数据记录与传输模块，远心望远成像系统、刀口反射镜、入射狭缝、光谱成像系统、光谱仪探测器组成线阵推扫成像通道，远心望远成像系统、面阵相机组成全色面阵通道，线阵推扫成像通道和全色面阵通道二者共用一个远心望远成像系统，通过刀口反射镜将场景的入射光线分为两路。通过紧凑型同光路一体化载荷设计实现高光谱图像和高频面阵图像的同光路、同步获取，实现高光谱图像空间信息校正，实用性高。

技术领域

本发明涉及一种新型自校正一体化无人机载高光谱遥感系统，属于高光谱光学遥感探测技术领域。

背景技术

近年来无人机技术发展迅猛，各种小型无人机遥感系统层出不穷。无人机平台的高机动和灵活性使其在遥感领域具有极大的发展前景，有效弥补了时空多尺度遥感的应用需求，拓展了更多小尺度特征遥感的应用范围。为遥感领域新技术的研发、应用及推广提供了前所未有的发展机遇。高光谱遥感技术同样搭载了无人机这辆快车，目前也形成了包括色散分光型无人机成像光谱成像系统、可调谐滤光型无人机成像光谱系统、面阵连续快照型光谱成像系统。高光谱遥感因为其特有的图谱合一成像特点，给无人机高光谱遥感系统在同时保证光谱质量和几何精度带来了极大挑战。综合分析各种成像方式的无人机高光谱遥感系统，目前技术成熟度最高、光谱质量最好、成像效率最高的是色散分光型成像光谱系统，也是目前最为广泛应用的无人机高光谱遥感系统。现有的无人机高光谱遥感系统中，美国headwall是行业标杆。Headwall优点是光谱性能优越，光谱分辨率≤10nm，幅宽方向有效像元数1004个，但是视场角小，不到30°，在没有高精度空间信息校正装置情况下，高光谱图像几何畸变严重。典型的无人机高光谱遥感系统还有芬兰Rikola公司的框幅式成像仪，通过连续、快速对同一个目标拍摄获取多个波段的高光谱图像，幅宽方向有效像元数1010个，视场角36.5°×36.5°，光谱分辨率≤10nm，但因为采用凝视型时序成像，目标不能移动，导致作业效率低且目标移动时波段配准难度大。国内双利合谱采用悬停摆扫成像方式，光谱分辨率≤10nm，在稳定平台条件下内置扫描系统和增稳系统，减少线阵推扫高光谱仪图像的几何畸变。但是幅宽方向有效像元数696个，视场角不到30°，因需要悬停摆扫，作业效率相对较低。且体积、重量大，成本高昂。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有广泛使用的小型无人机平台由于搭载能力受限，光谱仪的视场小，对载荷系统具有更高的小型化和轻量化要求，信息获取能力差，时间分辨率低，不能满足迫切的大视场光谱仪应用需求。此外由于光谱分辨率和空间分辨率要求高，相应带来数据获取效率和系统能量利用效率低的掣肘，这对载荷系统来说，亟需解决紧凑型结构、大视场及较高系统透过率三方面技术约束下的综合性能提升。由于无人机平台稳定性差，限于成本、大小和重量等因素，难以搭载昂贵的高精度POS系统(导航定位定向系统)的现实情况，线推扫高光谱传感器在推扫成像过程中，飞行平台的振动导致的影像变形是不可避免的。影像严重变形影响解译精度，提高解译难度，大大限制了影像的应用范围。也是目前阻碍无人机载高光谱的大范围开发的首要问题。

因此研究色一套低成本、高精度、实用化强的大视场无人机高光谱遥感系统不仅是解决这类无人机遥感系统的关键，而且是促进高光谱遥感应用的关键，是提高现有无人机高光谱遥感系统的成像效率和实用化程度的发展趋势。具有迫切的现实意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种新型自校正一体化无人机载高光谱遥感系统。

本发明的技术方案如下：

一种新型自校正一体化无人机载高光谱遥感系统，所述新型自校正一体化无人机载高光谱遥感系统实现面阵与线阵共光路一体化设计，包括远心望远成像系统、控制与处理模块、数据记录与传输模块；