[发明专利]空间相机在轨动态传函测试方法及装置

摘要

空间相机在轨动态传函测试方法及装置，涉及空间光学领域，它解决在现有相机在轨动态传函测试中在地面铺设的靶标辐射亮度测量中只能测试象元地面分辨力内的局部小区域，且由于靶标的不均匀等造成的测试数据有比较大的偏差，同时采用软件计算大气透过率和大气后散射与实际值偏差大的问题，本发明通过空间相机作为光学遥感器，在地面增加摆设空间频率为1lp/mm的靶标，利用空间相机图像，直接获得相机的在轨动态传函测试数据，避免了因地面测量不准确和用大气软件计算引入的误差，直接获得包含大气透过率和大气后向散射在内的地面靶标到达相机入瞳的调制度，能更准确方便的获得相机在轨动态传函。本发明应用于在轨动态传函测试中。

主权项

1.空间相机在轨动态传函测试方法，其特征是，该方法包括以下步骤：步骤一、将第一直角靶标(1)、第二直角靶标(5)、奈奎斯特频率的纵向靶标(2)和奈奎斯特频率的横向靶标(4)摆在同一水平地面上；步骤二、采用步骤一所述的第一直角靶标(1)和第二直角靶标(5)获得到相机入瞳处的包含大气影响在内的调制度M_物，具体计算过程为：所述第一直角靶标(1)中的黑靶标、白靶标与第二直角靶标(5)中的黑靶标、白靶标在同一太阳高角下，在地面上具有相同的反射率和相同的辐亮度；在地面上具有相同反射率ρ_Wλ的白靶标具有相同的辐亮度B_W，BW=Σλ=500900Eλ×ρWλπ=Σλ=500900BWλ---(1)]]>式中：B_W-白靶标的辐亮度；B_Wλ-白靶标的光谱辐亮度；E_λ-太阳到达地面的光谱辐照度；ρ_Wλ-白靶标的光谱反射率；λ-波长单位为nm；在地面上具有相同反射率ρ_Dλ的黑靶标具有相同的辐亮度B_D，BD=Σλ=500900Eλ×ρDλπ=Σλ=500900BDλ---(2)]]>式中：B_D-黑靶标的辐亮度；B_Dλ-黑靶标的光谱辐亮度；ρ_Dλ-黑靶标的光谱反射率；所述大气光谱透过率为τ_λ，大气散射光谱辐亮度为B_SCATλ，所述白靶标到达相机入瞳的辐亮度L_W为LW=Σλ=500900(Eλ×ρWλπ×τλ+BSCATλ)]]>=Σλ=500900Eλ×ρWλπ×τλ+Σλ=500900BSCATλ=Σλ=500900Eλ×ρWλπ×τλ+BSCAT]]>=Σλ=500900BWλ×τλ+BSCAT---(3)]]>式中：B_SCAT-大气后向散射积分辐亮度；黑靶标到达相机入瞳的辐亮度L_D为LD=Σλ=500900Eλ×ρDλπ×τλ+BSCAT]]>=Σλ=500900BDλ×τλ+BSCAT---(4)]]>相机输出DN值为：DN＝R×L式中，DN-图像灰度值；R-响应度；L-相机入瞳辐亮度；所述相机输出的白靶标DN值的均值为DN_W，相机输出的黑靶标DN值的均值为DN_D，可得：DN_W＝R×L_W即：L_W＝DN_W/R同样可得：L_D＝DN_D/R获得：M_物-相机入瞳处的包含大气影响在内的调制度；步骤三、采用步骤一所述的奈奎斯特频率纵向靶标和奈奎斯特频率的横向靶标(4)测试相机在空间频率为奈奎斯特频率处的像的调制度M_像，获得相机在轨动态传函；具体的计算过程为：所述奈奎斯特频率的纵向靶标(2)和奈奎斯特频率的横向靶标(4)到相机入瞳的调制度M_物与步骤二中第一直角靶标(1)和第二直角靶标(5)获得到相机入瞳处的包含大气影响在内的调制度M_物相等；即：计算相机垂直卫星飞行轨道方向的像的调制度M_像V和沿轨方向的像的调制度M_像H为：获得相机在轨动态传函；所述相机的在轨动态传函分别为相机在垂直卫星飞行轨道方向的动态传函MTF_V和沿轨方向的动态传函MTF_H：