[发明专利]一种实时大气点扩散标定方法

摘要

本发明公开了一种大气点扩散函数实时标定方法。本发明包括如下步骤：（1）系统脉冲激光发射；（2）光束经过大气的下行散射，地面反射和大气的上行散射，最终返回到系统的光学接受部分；（3）经过线阵光子探测器采集的信号，通过和原始的发射光波的函数利用傅里叶变换进行解算获取像素级的点扩散函数；（4）通过用广义高斯分布来进行插值我们可以得到亚像素进度的点扩散函数。本发明基于激光直接探测的方法来实时的获取大气中的点扩散函数，并通过对于最终点扩散函数的曲线拟合和插值，获取亚像素级精度的点扩散函数。本发明方法可应用于遥感高精度成像领域，为星载图像的高分辨率校正提供准确的点扩散函数。

主权项

1.一种实时大气点扩散标定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤（1）从卫星上向地面发射一束窄脉冲准平行激光束D(x,y)，该光束进入大气层后受到大气的散射作用，最终达到地面形成一个光斑f₁(x,y)，即：f₁(x,y)＝D(x,y)*h_∨(x,y)（1）其中，D(x,y)表示了经过归一化后的激光原始光斑形状分布，h_∨(x,y)表示下行大气点扩散函数；步骤（2）光斑经地面反射后形成了一个类点源目标f₂(x,y)，即：f₂(x,y)＝C·f₁(x,y)（2）其中C为同地面反射率和大气衰减有关的系数；该反射点再次通过大气层，并受到大气的散射作用最终穿过大气层到达卫星上的光学接受系统，整个过程用下式表示：f(x,y)＝C·D(x,y)*h_v(x,y)*h_∧(x,y)（3）h_∧(x,y)分别表示上行的大气点扩散函数；步骤（3）在光学接受系统采用线阵单光子探测阵列来覆盖f(x,y)整个圆形图像，测量其一维方向的投影；步骤（4）对式（2）进行一次傅里叶变化，得到：F(ε,η)＝C·D(ε,η)H²(ε,η)（4）式中F(ε,η)表示探测到的信号频谱，D(ε,η)表示归一化激光原始光斑的频谱，H(ε,η)表示大气点扩散函数的频谱；于是大气点扩散函数的频谱H(ε,η)可以通过计算获取，然后再进行一次傅里叶反变换就可以得到点扩散函数；步骤（5）对于步骤4中获得的点扩散函数，用二维的广义高斯分布进行曲线拟合，通过非线性最小二乘法优化获得函数参数，然后再用拟合出来的曲线进行亚像素插值，这样就可以获得亚像素精度的分辨率点扩散函数；所述的广义高斯分布形式为：式中，x,y为图像坐标位置，p和σ为和大气有关的参量，Γ(.)是伽马函数，A(p,σ)是尺度参量。