机载光电成像跟踪测量系统误差与像移分析

本书将从成像全链路理论出发，对光电成像跟踪测量系统进行深入分析。全书共分为六章，靠前章是对高精度测量和高清晰成像能力的信息化作战需求与光电成像跟踪测量设备进行了介绍；第二章介绍了机载光电成像跟踪测量设备的测量方程的建立过程；第三章介绍一种新的误差分析方法蒙特卡罗法，并建立了适合蒙特卡罗法的误差方程，实现了机载光电跟踪设备多环节测量误差的综合；第四章对机载光电成像像移及补偿技术进行了分析；第五章建立了由地物到像面的机载光电系统成像数学模型，得到包含载机飞行参数和相机成像参数的瞬时像面像移速度计算公式；第六章详

金光（朝鲜族，1958出生），中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员、博士生导师。吉林省政协委员。小卫星技术国家地方联合工程中心主任。国家863―701领域专家，中国空间科学学会副秘书长、理事，中国空间科学学会空间光学与空间机电专业委员会常务副主任。多年来一直从事航空航天光学遥感探测技术、优选光学成像技术和新型空间光学系统等领域的研究。1999年获得中科院科技进步三等奖。2014年获得军队科技进步一等奖，2017年获军队科技进步壹等奖和国家科技进步二等奖，在靠前抢先发售实现了基于载体姿态运动估值的自适应行频匹配技术和TDI CCD实时分片像移补偿。解决了动态大姿态角度成像条件下像移实时配准的技术难题，开辟了我国航空航天高分辨率成像和高精度像移补偿的创新技术方向。先后主持完成重量和省部级科研项目30余项。公开发表SCI、EI学术论文140多篇。授权发明专利100余项，培养硕士及博士研究生40余名。

第1章 绪论
1.1 光电成像跟踪测量设备概述
1.2 机载光电成像跟踪测量设备概述
1.3 机载光电成像跟踪测量设备的发展
1.4 像移补偿技术国内外发展及应用情况
1.5 研究意义和应用前景
第2章 机载光电成像跟踪测量设备的测量方程
2.1 空间齐次坐标变换
2.2 机载光电成像跟踪测量设备的坐标系定义
2.3 机载光电成像跟踪测量设备的基本测量方程
2.3.1 从中心地平坐标系到被测目标坐标系的坐标变换过程
2.3.2 从中心地平坐标系到目标坐标系坐标变换作用矩阵
2.3.3 机载光电成像跟踪测量仪测量方程
2.4 综合各误差项后机载光电成像跟踪测量设备的测量方程
2.4.1 从中心地平坐标系到被测目标坐标系的坐标变换过程
2.4.2 从中心地平坐标系到目标坐标系坐标变换作用矩阵
2.4.3 机载光电成像跟踪测量仪测量方程
2.5 本章小结
第3章 机载光电成像跟踪测量设备误差分析与综合
3.1 机载光电成像跟踪测量设备误差分析
3.1.1 飞机的定位误差和高程误差
3.1.2 飞机的姿态角测量误差
3.1.3 光电成像跟踪测量设备与惯导系统之间的误差
3.1.4 减震器角振动误差
3.1.5 机载光电跟踪设备的三轴误差
3.1.6 机载光电成像跟踪测量设备传感器误差
3.2 机载光电成像跟踪测量设备误差综合
3.2.1 蒙特卡罗法的基本原理
3.2.2 机载光电成像跟踪测量设备各项误差穷举
3.3 机载光电成像跟踪测量设备误差的仿真计算
3.3.1 仿真计算程序的编写
3.3.2 机载光电成像设备测量误差计算结果的统计分析
3.4 本章小结
第4章 机载光电成像像移及补偿技术分析
4.1 机载光电成像像移类型
4.1.1 光轴平移产生的像移
4.1.2 绕光轴旋转形成的像移
4.1.3 光轴绕载机纵轴和横轴的角运动引起的像移
4.1.4 光轴随机运动造成的像移
4.2 机载光电成像像移补偿方式
4.2.1 自然补偿法
4.2.2 光学补偿法
4.2.3 像面补偿法
4.3 机载光电成像电荷转移补偿技术
4.3.1 机载面阵CCD前向像移分级补偿技术
4.3.2 面阵CCD全向像移梯级补偿技术
4.4 本章小结
第5章 机载光电设备成像模型的建立
5.1 建立理想机载光电成像模型的前提条件
5.2 物像共线关系及相机与载机运动的参数
5.2.1 共线关系
5.2.2 载机和相机相关参数及变量
5.3 坐标系转换关系及其坐标变换矩阵的确定
5.3.1 坐标系的建立
5.3.2 坐标系的变换
5.3.3 坐标系变换作用矩阵
5.3.4 地面物点到像面像点的成像模型
5.4 本章小结
第6章 像点运动方程及误差分析
6.1 像面上像点的位置及速度方程
6.1.1 地物到像面的像点位置方程
6.1.2 像点移动瞬时速度方程
6.2 像移补偿误差分析
6.2.1 以中心物点像移速度作为分区补偿速度时的补偿误差
6.2.2 以分区平均像移速度作为分区速度补偿时的误差分析
6.3 载机运动状态对像移速度的影响
6.3.1 垂直成像时像移速度变化分析
6.3.2 前视成像时像移速度变化分析
6.3.3 侧视成像时像移速度变化分析
6.3.4 任意姿态角成像时像移速度变化分析
6.4 本章小结
参考文献