長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，包括三套結構形式完全一致的子光學系統，每一套子光學系統均包括沿光線入射方向依次放置的前透鏡組(1)、光闌(6)、中透鏡組(2)、后透鏡組(3)、半透半反棱鏡(4)和接收像面(5)，測繪目標的輻射光束經過前透鏡組(1)調整光束口徑后充滿光闌(6)出射，出射光束經過中透鏡組(2)和后透鏡組(3)調整角放大倍率后入射到半透半反棱鏡(4)，實現分光后在接收像面(5)上成像。本發明專利技術光學系統具有長焦距透射式、準遠心、零畸變、內方位元素穩定性好、光機結構集成度高等優點，通過前、正、后視相機的合理布設，可實現對目標景物地形、地貌的較高比例尺的穩定的測繪功能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于空間光學遙感器
，涉及ー種應用于空間三線陣立體測繪相機的光學成像系統。
技術介紹
測繪相機的主要任務是對地球表面進行立體攝影，獲取地物的多維圖像數據，利用測繪處理技術對圖像數據進行處理，精確測定地貌、地物形狀、大小、屬性和空間位置信息。立體成像的實現有多種方式，如單鏡頭三線陣、單線陣同軌、單線陣異軌、雙線陣同軌、三鏡頭三線陣等，每種方式各有特點，所成立體像的精度也不同，對衛星平臺穩定度的要求也不同。其中三鏡頭三線陣的方案精度最高，對平臺穩定度的要求也較低。三線陣CCD相機，其構成與單線陣和雙線陣相機不同，它具有從攝取的圖像出發重構外方位元素的特點，使衛星姿態穩定性要求降低。這種相機安裝有一定交會角的前視、后視和正視三個線陣(XD，相機沿衛星飛行方向安裝。傳輸型測繪三線陣CXD相機的工作原理如圖I所示，垂直對地成像的為正視相機，向前傾斜成像的為前視相機，向后傾斜成像的為后視相機，像面探測元采用TDICXD，三個CXD陣列A、B、C互相平行并與衛星飛行方向垂直。當衛星飛行時，每個CCD陣列以一個同步的周期連續掃描地面并產生三條相互重疊的航帶圖像AS、BS、CS，推掃所獲取的航帶圖像AS、BS、CS的視角各不相同，從而構成立體影像。目前成功應用的三線陣立體測繪相機光學系統主要采用兩種結構型式，即反射式三鏡消像散系統和透射式系統。隨著地面像元分辨率越來越高，相機的焦距也會越來越長，為滿足測繪相機對地面覆蓋的要求，可選擇長焦距、視場角大、像質好的三反離軸系統，為了保證光學系統的使用要求，反射鏡的加工難度極大，反射鏡加工、檢測和裝調都不能采用傳統的方法，光學設計切向子午畸變難以控制，系統工程化難度大；透射式系統的加工、檢測和裝調技術都較為成熟，工程可實施性高。 目前已付諸應用的測繪相機光學系統采用透射式結構型式的均為短焦距光學系統，尚無長焦距透射式系統成功應用的先例。
技術實現思路
本專利技術的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供了ー種適合于三線陣立體測繪空間遙感器的長焦距、透射式、準遠心光學系統。本專利技術的技術解決方案是長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，包括三套結構形式完全一致的子光學系統，每ー套子光學系統對應一臺線陣相機，每ー套子光學系統均包括沿光線入射方向依次放置的前透鏡組、光闌、中透鏡組、后透鏡組、半透半反棱鏡和接收像面，測繪目標的輻射光束經過前透鏡組調整光束口徑后充滿光闌出射，出射光束經過中透鏡組和后透鏡組調整角放大倍率后入射到半透半反棱鏡，實現分光后在接收像面上成像；其中前透鏡組包括沿光線入射方向依次放置的第一彎月正透鏡、第二彎月正透鏡和彎月負透鏡，中透鏡組包括沿光線入射方向依次放置的第一雙凹負透鏡和第一雙凸正透鏡，后透鏡組包括沿光線入射方向依次放置的第二雙凸正透鏡、第二雙凹負透鏡和平凸正透鏡，前透鏡組、中透鏡組和后透鏡組所包括的八片透鏡滿足關系式權利要求1.長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，其特征在于包括三套結構形式完全一致的子光學系統，每ー套子光學系統對應一臺線陣相機，每ー套子光學系統均包括沿光線入射方向依次放置的前透鏡組(I)、光闌出)、中透鏡組(2)、后透鏡組(3)、半透半反棱鏡(4)和接收像面(5)，測繪目標的輻射光束經過前透鏡組(I)調整光束口徑后充滿光闌出)出射，出射光束經過中透鏡組(2)和后透鏡組(3)調整角放大倍率后入射到半透半反棱鏡(4)，實現分光后在接收像面(5)上成像；其中前透鏡組(I)包括沿光線入射方向依次放置的第一彎月正透鏡、第二彎月正透鏡和彎月負透鏡，中透鏡組(2)包括沿光線入射方向依次放置的第一雙凹負透鏡和第一雙凸正透鏡，后透鏡組(3)包括沿光線入射方向依次放置的第二雙凸正透鏡、第二雙凹負透鏡和平凸正透鏡，前透鏡組(I)、中透鏡組(2)和后透鏡組(3)所包括的八片透鏡滿足關系式2.根據權利要求I所述的長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，其特征在干所述的子光學系統還包括防輻照窗ロ(7)，所述的防輻照窗ロ(7)置于前透鏡組(I)的光線入射方向ー側。3.根據權利要求I或2所述的長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，其特征在干所述的子光學系統入射光束邊緣視場主光線與子光學系統光軸的夾角0^*3°，子光學系統入射到像面的光束邊緣視場主光線與子光學系統光軸的夾角《2為1.5°，光學系統角放大倍率「= W2Zco1 = 0. 5o4.根據權利要求I或2所述的長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，其特征在于所述的八片透鏡的材料均為無色光學玻璃，每一片透鏡與空氣接觸的表面鍍有增透膜。5.根據權利要求I或2所述的長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，其特征在于所述的接收像面(5)為采用光學拼接或者機械拼接的面陣CCD、線陣CCD或TDICCD探測器接收面。6.根據權利要求2所述的長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，其特征在干所述的防輻照窗ロ(7)的光線出射面上鍍有增透膜。全文摘要長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，包括三套結構形式完全一致的子光學系統，每一套子光學系統均包括沿光線入射方向依次放置的前透鏡組(1)、光闌(6)、中透鏡組(2)、后透鏡組(3)、半透半反棱鏡(4)和接收像面(5)，測繪目標的輻射光束經過前透鏡組(1)調整光束口徑后充滿光闌(6)出射，出射光束經過中透鏡組(2)和后透鏡組(3)調整角放大倍率后入射到半透半反棱鏡(4)，實現分光后在接收像面(5)上成像。本專利技術光學系統具有長焦距透射式、準遠心、零畸變、內方位元素穩定性好、光機結構集成度高等優點，通過前、正、后視相機的合理布設，可實現對目標景物地形、地貌的較高比例尺的穩定的測繪功能。文檔編號G02B1/11GK102829767SQ20121024202公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日專利技術者湯天瑾, 周峰, 黃穎, 蘭麗艷, 高衛軍, 王長杰, 朱永紅, 孫立 申請人:北京空間機電研究所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
長焦距透射式準遠心三線陣立體測繪光學系統，其特征在于包括：三套結構形式完全一致的子光學系統，每一套子光學系統對應一臺線陣相機，每一套子光學系統均包括沿光線入射方向依次放置的前透鏡組(1)、光闌(6)、中透鏡組(2)、后透鏡組(3)、半透半反棱鏡(4)和接收像面(5)，測繪目標的輻射光束經過前透鏡組(1)調整光束口徑后充滿光闌(6)出射，出射光束經過中透鏡組(2)和后透鏡組(3)調整角放大倍率后入射到半透半反棱鏡(4)，實現分光后在接收像面(5)上成像；其中前透鏡組(1)包括沿光線入射方向依次放置的第一彎月正透鏡、第二彎月正透鏡和彎月負透鏡，中透鏡組(2)包括沿光線入射方向依次放置的第一雙凹負透鏡和第一雙凸正透鏡，后透鏡組(3)包括沿光線入射方向依次放置的第二雙凸正透鏡、第二雙凹負透鏡和平凸正透鏡，前透鏡組(1)、中透鏡組(2)和后透鏡組(3)所包括的八片透鏡滿足關系式：1h1Σi=18hiΦi=Φ,1hi2Σi=18hiρiΦi=0,1hi2Σi=18hiθiΦi=0,式中，hi為歸一化第一近軸光線在各透鏡上的投射高度，h1為歸一化第一近軸光線在第一彎月正透鏡上的投射高度，Φi為歸一化各透鏡的光焦度，ρi，θi分別為各透鏡的消熱差系數和消色差系數，Φ為歸一化子光學系統的光焦度。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：湯天瑾，周峰，黃穎，蘭麗艷，高衛軍，王長杰，朱永紅，孫立，
申請(專利權)人：北京空間機電研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。