图像分层匹配的HJ-1A/B CCD影像自动几何精校正技术与系统实现

环境与灾害监测预报小卫星星座(环境一号卫星,HJ-1A/B)自发射以来,在环境监测、灾害评估、土地资源调查等领域发挥了重要的作用。但是HJ-1A/B卫星CCD图像的2级产品(HJ-1 CCD图像)几何精度低,实际应用中需要进行几何精校正。HJ-1 CCD图像具有宽覆盖、大视场角、几何变形复杂的特点,几何精校正难度大。针对该问题,本文提出了一个以Landsat TM全球拼接图像为基准,基于Forstner算子和模板匹配的分层配准方法。该方法使用分层匹配获得的大量高精度且分布均匀的控制点构建Delaunay三角网,有效地解决了HJ-1 CCD图像的几何精校正问题。在配准技术研究的基础上,研发了HJ-1 CCD图像几何精校正系统,系统具有全球HJ-1 CCD图像的自动批量处理能力。实验结果表明,本文提出的几何精校正方法精度高,实现了环境星图像的自动批量处理。     

行间转移CCD数字系统的VHDL设计

首先分析了KAI-04022行间转移面阵CCD以及模拟前端信号处理器AD9845B的工作原理及控制要求;重点介绍了在QUARTUS 8.0的开发环境下,使用VHDL语言与FPGA器件对此图像采集系统的数字控制部分进行的分析与设计过程,并给出了系统仿真波形图。最后对硬件电路进行了测试,给出了主要输出端口的实测波形,并对仿真与实测波形进行了比较与分析。     

基于CCD提高射电望远镜极轴校准精度及修正

射电望远镜极轴的安装定位是否准确直接影响其指向精度和成像质量,通过运用光学CCD原理精确测量射电望远镜极轴偏差角度,用以安装校准极轴,达到提高射电望远镜指向精度和成像质量的效果,并且结合计算机可实现多极轴同时校准,提高工作效率。同时,基于CCD技术可以及时发现天线极轴出现的偏差并进行修正,提高了数据的质量。     

资源三号测绘卫星传感器校正产品生产方法研究

分析了资源三号测绘卫星影像产品的高精度要求和几何处理的关键问题,提出了基于虚拟TDI CCD阵列重成像技术的传感器校正产品生成方法。尤其针对多光谱影像4个谱段采用同一虚拟TDI CCD,解决了谱段间几何配准问题。生产了河北安平地区三线阵及多光谱传感器校正产品,进行了平差实验和立体模型定向精度分析。利用传感器校正产品进行了数字表面模型(DSM)和数字正射影像(DOM)生产实验,并进行精度验证。结果表明,资源三号测绘卫星传感器校正产品的几何精度完全满足1∶5万立体测图要求。     

LMCCD相机影像摄影测量首次实践

LMCCD相机作为天绘一号卫星的有效载荷,是保证其实现无地面控制点摄影测量精度的关键。本文分别利用LMCCD影像和三线阵CCD影像对天绘一号卫星的相机参数进行了在轨标定计算,并利用各组在轨标定结果对定位精度（重点对高程误差）进行了统计分析。试验结果表明：与单纯的三线阵CCD影像的相比,LMCCD影像在相机参数在轨标定中能有效抵御因卫星姿态变化率导致的光束法平差航线系统变形问题,在天绘一号现有姿态变化率水平条件下,利用LMCCD影像进行相机参数在轨标定可保证天绘一号01星实现无地面控制点摄影测量精度要求。     

一种非共线TDI CCD成像数据内视场拼接方法

星载非共线TDI CCD成像数据的高质量内视场拼接是保证影像后续处理和应用的基础。本文提出了一种非共线TDI CCD成像数据内视场拼接方法,该方法基于物方投影面和相机的传感器几何模型,建立了从拼接影像像点到原始影像像点的坐标转换关系,进而采用间接法影像纠正的方式对原始影像进行重采样生成拼接影像。本文在描述非共线TDI CCD严格成像几何模型之后,详细叙述了方法的基本原理、潜在的误差来源以及方法的实现流程,并通过ZY-1 02C卫星的高分辨率（HR）相机成像数据进行了试验验证,对拼接精度的分析与评价证明了方法的可行性。     

基于单CCD相机和经纬仪的几何测量方法研究

传统视觉测量系统需要双CCD相机同时拍摄两幅不同角度的数字图像,成本昂贵且难以确定两CCD相机问的空间相对位置。为此,建立一种结合CCD相机的摄像功能和经纬仪高精度测角功能的视觉测量系统。基于该系统提出一种用单CCD相机实现双目视觉原理的数学模型。实验结果证明系统与数学模型的可行性。     

高分辨率CCD数据合成系统的设计

为充分利用航测拍摄间隔的非工作状态时间,本文设计了一个应用于航空摄影测量的大面阵CCD数字相机合成系统。该系统将3路高速CCD相机数据同步后,通过在FPGA内设计SDRAM读写模块和SDRAM控制器,以SDRAM作为高速缓存,并构造图像数据合成单元,实现将多路高速CCD相机图像数据合成为一路数据输出。整个系统时序逻辑控制均在FPGA中完成,改变了传统一套记录单元对应一路相机记录的模式,实现了用一套记录系统同时对3路高速CCD图像的实时记录。在实际航测拍摄间隔大于4s的情况下,仅在约633ms时间内完成了图像合成和实时记录,大大提高了记录系统的效率,降低了系统功耗。     

星载TDI CCD相机MTF和SNR综合响应模拟方法

为了对星载时间延迟积分电荷耦合器件(time-delayed-integration charge coupled device,TDI CCD)相机动态成像过程中各环节的调制传递函数(modulation transfer function,MTF)和信噪比(signal noise ratio,SNR)的退化机制进行研究,以各个环节MTF和SNR的数学模型为节点,以信号传输和转换过程为主线,探讨了各个环节的信号描述及MTF和SNR退化模拟方法;提出以快速傅立叶变换和特定分布随机数生成算法为基础的MTF和SNR综合响应数学模拟流程.上述方法可以对单一环节或几个连续环节的MTF和SNR综合响应进行模拟.利用该方法对TDI CCD相机的沿轨MTF、穿轨MTF和SNR进行了模拟试验.