[发明专利]空间相机在轨成像的测试系统和测试评价系统

说明书

本发明提供了一种空间相机在轨成像的测试系统和测试评价系统，该测试系统包括：景物模拟装置、包含有平面反射镜的相机运动模拟成像装置、平行光管和空间相机；景物模拟装置模拟地球表面的景物得到模拟景物；平面反射镜照射模拟景物，以使相机运动模拟成像装置根据平面反射镜的转折光路接收到照射的景物；相机运动模拟成像装置形成照射景物的景物实像，景物实像成像于平行光管的焦面；景物实像经由平行光管成像于空间相机的焦面；空间相机根据焦面上形成的景物实像，输出与模拟景物对应的景物图像，基于景物图像测试空间相机的成像性能。该方式在实验室内，可实现模拟大口径的空间相机对地成像，并通过获取的景物图像评估空间相机的在轨成像性能。

技术领域

本发明涉及空间光学领域，尤其是涉及一种空间相机在轨成像的测试系统和测试评价系统。

背景技术

可见光空间相机在研制完成后，需要对其实施室外景物成像试验。通常将空间相机安装在高精密运动装置上，带动相机匀速运动，模拟空间相机在轨成像，获取景物图像，以对空间相机的在轨成像性能进行测试。

随着空间光学遥感器的发展，可见光空间相机的口径逐渐增大到1米、1.5米，甚至2米量级及更大口径。可见光空间相机的体积和重量大幅增加，用于空间相机室外成像的高精密运动装置的承载重量及精密速度控制等要求大幅增加，而满足空间相机应用的高精密运动装置的几乎难以研制，且耗费大量的人力、物力和科研经费，在空间相机研制完成后，难以实施对室外景物成像，无法对空间相机的成像性能进行测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间相机在轨成像的测试系统和测试评价系统，以实现对大口径的可见光空间相机在轨成像的测试。

第一方面，本发明提供了一种空间相机在轨成像的测试系统，该测试系统包括：景物模拟装置、相机运动模拟成像装置、平行光管和空间相机；其中，相机运动模拟成像装置包括平面反射镜；景物模拟装置用于模拟地球表面的景物，得到模拟景物；平面反射镜用于照射模拟景物，以使相机运动模拟成像装置根据平面反射镜的转折光路接收到照射的景物；相机运动模拟成像装置用于形成照射的景物的景物实像；其中，景物实像成像于平行光管的焦面上；景物实像经由平行光管成像于空间相机的焦面上；空间相机根据焦面上形成的景物实像，输出与模拟景物对应的景物图像，以基于景物图像测试空间相机的成像性能。

在可选的实施方式中，上述平面反射镜能够匀速转动；该平面反射镜的转动速度根据空间相机的成像行频进行调整，以使转动速度与空间相机的成像行频相匹配。

在可选的实施方式中，上述相机运动模拟成像装置还包括转角平面反射镜、主镜、次镜、三镜和像面；平面反射镜中照射到的景物，经由平面反射镜转折后入射到转角平面反射镜上；转角平面反射镜上射入的景物依次入射到主镜、次镜和三镜上；像面根据三镜上入射的景物形成景物实像。

在可选的实施方式中，上述景物模拟装置包括景物模拟器、太阳光模拟源和太阳高角调节支撑架；景物模拟器的一侧放置太阳高角调节支撑架，在太阳高角调节支撑架上安装太阳光模拟源；景物模拟器上布设有多种虚拟景物；该太阳光模拟源用于在太阳高角调节支撑架上通过调节高度和照射角度，模拟不同太阳高角入射到景物模拟器上。

在可选的实施方式中，上述景物模拟器的尺寸为1.6m×0.8m×0.2m。

在可选的实施方式中，上述虚拟景物包括：地球表面的真实景物按照预设的比例缩小后的景物；该虚拟景物均采用真实材料。

在可选的实施方式中，上述景物模拟装置水平放置在指定位置。

在可选的实施方式中，上述平行光管的焦距为空间相机的焦距的3倍，该平行光管的口径大于空间相机的入瞳；该平面反射镜的有效尺寸能够使相机运动模拟成像装置获取到景物模拟装置中场景的全部图像。

在可选的实施方式中，上述景物模拟装置内布设有刃边靶标和三线靶标。