[发明专利]一种多维度高分辨海洋目标实时成像仪

说明书

一种多维度高分辨海洋目标实时成像仪，属于海面目标探测与信息传输技术领域，为了解决目前的多维度信息获取仪器无法同时满足作用距离长、时效性好、空间与光谱分辨率高、全偏振信息获取的要求的问题。该成像仪主要由精准指向及控制分系统、无遮拦望远分系统、红外搜索跟踪分系统、多维度信息获取分系统MDI、多维度海量信息处理分系统，以及外围分系统等六部分组成。本发明拟研制多维度高分辨实时成像仪器，突破现有多维度成像仪器原理所限导致的无法兼具分辨力强、时效性高的功能局限，实现海面目标观测所需高光谱与空间分辨、全偏振信息、同时成像，具备消除耀斑、穿透海雾、提高对比度的海面目标观测能力。

技术领域

本发明属于海面目标探测与信息传输技术领域，特别是涉及到一种多维度高分辨海洋目标实时成像仪。

背景技术

随着社会经济的发展，作为能源储备库和资源运输通道，海洋的战略地位日益凸显，维护国家海洋国土安全是我国的重大战略任务和核心利益所在，而履行这一重大职责的前提是对海洋态势的精准高效监视监测。同时，对海洋灾害的及时监测、早期预警和发展预测，可最大程度地降低灾害对人民生命财产的危害，意义重大。若能否同时获取目标的强度、光谱与偏振多维度光学信息，发挥各项技术的优势，则可大幅提高海面目标的探测能力。为此，国内外对光谱成像技术与偏振成像技术融合展开了研究。

美国陆军研制出短波红外(SWIR)多光谱偏振现场投影机(MPSP)系统样机。系统能够投射850至1650nm内可变光谱带宽(12-100nm)的单个光谱图像以及视频的全偏振信息。随后，他们研究了沙漠土壤成像问题，了解矿物成分，颗粒大小和方向，以及在民用和军事方面的各种应用。同年，他们讨论了基于声光可调滤光器(AOTF)技术的两种新型现场便携式光谱偏振仪，其一为光谱范围450至800nm光谱分辨率5nm@633nm的可见近红外(VNIR)。另一个为光谱范围1000至1600nm光谱分辨率15nm@1350nm的短波红外成像仪。

亚利桑那大学的Chan V.C.,Kudenov M.等人通过在快照高光谱成像傅里叶变换(SHIFT)光谱仪前加入旋转四分之一波片和线偏振片，提出了一种新型斯托克斯成像光谱偏振仪，能够重建可见光谱中的物体光谱和全部的斯托克斯参数，光谱分辨率为555cm^-1。

日本的国家宇航实验室用其研制的液晶型光谱偏振成像仪进行了大量的研究，包括农业环境监测、地球环境监测以及水体污染监测等。美国喷气动力实验室与亚利桑那大学合作开发了一个机载多角度多光谱偏振成像仪(MSPI)被NASA采用作为气溶胶-云-生态系统(ACE)研究任务的主要探测仪器，来研究气溶胶对云体形成的影响，该仪器从2010年底开始试飞，至今已经经过了多次改进，获取了大量的云层、气溶胶以及地面目标的数据。

中科院长光所以无人机为侦察平台，进行了无人机载多光谱偏振成像仪的技术方案的设计。工作波段范围400nm-1000nm，偏振光谱分辨率为20nm，空间分辨率H＝5km时为1m。

从国内外动态分析来看，目前的多维度信息获取仪器有的分时工作不适合动目标观测，有的空间分辨率不够，有的结构复杂笨重，有的有电动调制部件耗能大，无法同时满足作用距离长、时效性好、空间与光谱分辨率高、全偏振信息获取的要求。因此，现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出一种多维度高分辨海洋目标实时成像仪。研制基于静态无源干涉偏振成像原理的多维度高分辨实时成像仪器，突破现有多维度成像仪器原理所限导致无法兼具分辨力强、时效性高的功能局限，实现海面目标观测所需高光谱与空间分辨、全偏振信息、同时成像，具备消除耀斑、穿透海雾、提高对比度的海面目标观测能力。

本发明得技术方案是：