数字域时间延迟积分时间CMOS相机高分“凝视”成像设计分析

摘要：

为实现凝视卫星高分跟踪成像,设计了数字域时间延迟积分(TDI)互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器在凝视姿态下的成像匹配模型,推导了卫星凝视跟踪成像时相对轨道坐标系的姿态变化,采用坐标变换方法实时计算其在凝视过程中随姿态变化的行转移时间,利用蒙特卡罗方法统计计算了凝视模式下姿态指向精度和稳定度对成像的影响.利用数字域TDI CMOS原理样机和小卫星姿态控制系统全物理仿真平台对成像进行了仿真分析.结果表明,卫星的姿态控制精度在成像过程中会引起纵向的像移速度失配和横向匹配的残余像移,成像积分级数越高,图像信噪比越大.积分级数的增加对卫星姿态提出较高要求,仿真平台姿态角和姿态角速度控制精度分别优于0.05°,0.005°/s时,采用积分级数为48级能较好地满足成像质量要求.

关键词：成像系统、时间延迟积分、互补金属氧化物半导体、凝视成像、调制传递函数、信噪比

所属期刊栏目：32

分类号：TP386.5(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家高技术研究发展计划（863计划）;国家自然科学基金

在线出版日期：2012-12-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：95-101