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红外成像技术中的9个问题 被引量:56
1
作者 蔡毅 王岭雪 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第11期671-682,共12页
讨论了与红外成像技术密切相关的9个问题:红外/热成像仪工作波段的选择、三代红外/热成像技术的一般性区别、5种扫描成像模式的比较、国外第二代红外成像技术的特点、长波红外扫描型与中波红外凝视型焦平面探测器综合性能的比较、制冷... 讨论了与红外成像技术密切相关的9个问题:红外/热成像仪工作波段的选择、三代红外/热成像技术的一般性区别、5种扫描成像模式的比较、国外第二代红外成像技术的特点、长波红外扫描型与中波红外凝视型焦平面探测器综合性能的比较、制冷和非制冷热成像技术的比较、非制冷红外焦平面探测器技术的比较、探测元尺寸与探测器规模、红外成像技术发展"代"的双重含义。 展开更多
关键词 红外成像 热成像 红外焦平面探测器 扫描成像 凝视成像
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面阵凝视型成像空间应用技术 被引量:23
2
作者 刘兆军 陈伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期541-545,共5页
介绍了凝视型成像技术的特点、优势、现状和发展趋势,论述了凝视型成像技术应用于遥感领域发展的重要性,总结了面阵凝视型成像技术作为空间应用所涵盖的关键技术,将为我国空间凝视型成像技术的进一步发展提供参考。
关键词 面阵 凝视成像 空间应用
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凝视型水下激光成像后向散射光理论模型研究 被引量:18
3
作者 黄有为 金伟其 +2 位作者 王霞 曹峰梅 王岭雪 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1191-1197,共7页
建立了后向散射光在二维光敏面上能量分布的理论模型,结合典型水下激光成像系统,提出用像面表观衬比度来评价系统极限探测距离的方法,并推导了计算公式;通过选取水下激光成像系统的典型参量进行模拟计算,进一步讨论了系统主要组成部分... 建立了后向散射光在二维光敏面上能量分布的理论模型,结合典型水下激光成像系统,提出用像面表观衬比度来评价系统极限探测距离的方法,并推导了计算公式;通过选取水下激光成像系统的典型参量进行模拟计算,进一步讨论了系统主要组成部分的相对位置对像面表观衬比度分布的影响;得到像面表观衬比度与目标距离的关系曲线以及系统极限探测距离随海水衰减系数的变化曲线,从而估算出不同水质条件下系统的极限探测距离。模拟仿真数据与实际实验结果基本一致。 展开更多
关键词 成像系统 水下成像 凝视成像 后向散射 表观衬比度
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敏捷小卫星对地凝视姿态跟踪控制 被引量:21
4
作者 陈雪芹 耿云海 +1 位作者 王峰 李冬柏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1031-1040,共10页
研究了基于双框架控制力矩陀螺(DGCMG)的敏捷小卫星对地凝视成像过程中的姿态跟踪控制。首先,根据敏捷小卫星的特点和凝视成像任务需求设计执行机构配置方案。然后,根据轨道信息计算地面凝视目标的相对姿态和角速度;为避免控制力矩陀螺(... 研究了基于双框架控制力矩陀螺(DGCMG)的敏捷小卫星对地凝视成像过程中的姿态跟踪控制。首先,根据敏捷小卫星的特点和凝视成像任务需求设计执行机构配置方案。然后,根据轨道信息计算地面凝视目标的相对姿态和角速度;为避免控制力矩陀螺(CMG)奇异性的影响,同时设计了适当的控制律和操纵律。最后,通过在"试验三号卫星"的姿态轨道控制系统仿真平台上增加凝视成像任务需求并调整执行机构配置,建立敏捷小卫星姿态控制系统,对文中设计的方案和控制方法进行了数学仿真验证。仿真结果表明,该算法简单有效,能够实现敏捷小卫星对地凝视姿态跟踪,同时给出了DGCMG能够输出的最小框架角速率指标决定了姿态跟踪精度的结论。 展开更多
关键词 敏捷卫星 控制力矩陀螺 操纵律 凝视成像 姿态跟踪
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数字域时间延迟积分时间CMOS相机高分“凝视”成像设计分析 被引量:13
5
作者 杨秀彬 姜丽 金光 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期96-102,共7页
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... 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。 展开更多
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
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天基平台深空运动小目标检测 被引量:9
6
作者 漆长松 刘恩海 钟建勇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期28-32,共5页
针对天基平台探测深空运动目标的特点,本文简要介绍了天基空间目标监视系统工作在凝视成像模式下检测深空运动小目标的方法,在此基础上探讨了基于图像配准技术检测运动小目标方法在天基空间目标监视系统中的应用。本文提出一种星点间部... 针对天基平台探测深空运动目标的特点,本文简要介绍了天基空间目标监视系统工作在凝视成像模式下检测深空运动小目标的方法,在此基础上探讨了基于图像配准技术检测运动小目标方法在天基空间目标监视系统中的应用。本文提出一种星点间部最小距离特征的概念,构建局部最小距离特征的算法。该方法根据点群间的相对位置关系,采用递归搜索的方法构建特征。实验结果表明,局部最小距离特征在星图中分布均匀,实现了星图序列的快速配准,为基于图像配准技术实现运动目标检测的方法提供了保障。 展开更多
关键词 空间目标监视系统 运动小目标检测 凝视成像 图像配准 动态规划
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凝视型长波红外折衍混合光学成像系统设计(英文) 被引量:8
7
作者 张云翠 孙强 卢振武 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1257-1259,共3页
设计了一套折衍混合凝视红外热成像光学系统.该系统工作波段为8~12μm,F数为1,全视场达12°,总长140mm,两个透镜均采用锗材料。衍射器件制作在第二片透镜的凸面上,可以采用金刚石车削技术进行加工.该系统成像质量接近衍射... 设计了一套折衍混合凝视红外热成像光学系统.该系统工作波段为8~12μm,F数为1,全视场达12°,总长140mm,两个透镜均采用锗材料。衍射器件制作在第二片透镜的凸面上,可以采用金刚石车削技术进行加工.该系统成像质量接近衍射限并且相对折射系统更好地校正了色差. 展开更多
关键词 红外光学 凝视成像 衍射光学器件
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视频卫星凝视姿态跟踪有限时间控制仿真研究 被引量:6
8
作者 冯昱澍 刘昆 张文敦 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期226-234,共9页
针对视频卫星对地凝视成像的姿态控制问题,提出了一种基于双框架控制力矩陀螺(DGCMG)和反作用飞轮的卫星对地凝视姿态跟踪有限时间控制方法。推导了凝视成像时卫星的期望姿态和期望角速度;建立了视频卫星姿态跟踪数学模型;基于非线性系... 针对视频卫星对地凝视成像的姿态控制问题,提出了一种基于双框架控制力矩陀螺(DGCMG)和反作用飞轮的卫星对地凝视姿态跟踪有限时间控制方法。推导了凝视成像时卫星的期望姿态和期望角速度;建立了视频卫星姿态跟踪数学模型;基于非线性系统齐次性方法设计了一种有限时间控制算法;进行了数值仿真和半实物仿真。仿真结果表明,该方法能够实现视频卫星对凝视姿态跟踪,可使闭环系统状态有限时间收敛并具有很好的鲁棒性。 展开更多
关键词 视频卫星 凝视成像 有限时间控制 单轴气浮台
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卫星对空中动态目标凝视成像姿态规划方法
9
作者 杜宁 吴树范 +4 位作者 陈占胜 陈文晖 王世耀 徐家国 秦栋栋 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期411-418,共8页
针对低轨卫星面阵相机对空中动态目标凝视成像需求,提出卫星平台根据像面脱靶量进行目标位置估计和凝视姿态规划方法.基于空中动态目标飞行高度的先验知识,以目标地理经纬度和经纬度变化率为状态量,以目标中心像素值为观测量,设计扩展... 针对低轨卫星面阵相机对空中动态目标凝视成像需求,提出卫星平台根据像面脱靶量进行目标位置估计和凝视姿态规划方法.基于空中动态目标飞行高度的先验知识,以目标地理经纬度和经纬度变化率为状态量,以目标中心像素值为观测量,设计扩展卡尔曼滤波器,实现目标地理经纬度的精确估计和预报.在此基础上,规划卫星姿态和角速度,避免了目标像素噪声和延时对姿态稳定度的影响,并实现了单星对目标位置估计.通过数学仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 空中动态目标 凝视成像 姿态规划 单星定位 扩展卡尔曼滤波
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Characteristics of Staring Imaging Spectrometer and Its Application Prospect in Asteroid Exploration 被引量:2
10
作者 HE Zhiping ZHAO Haiting LI Jinning 《Aerospace China》 2019年第3期14-21,共8页
Compared with traditional ground asteroid observations, deep space exploration is an important way to explore and comprehensively understand the characteristics of asteroids. Imaging spectrometer integrates morphologi... Compared with traditional ground asteroid observations, deep space exploration is an important way to explore and comprehensively understand the characteristics of asteroids. Imaging spectrometer integrates morphological measurement and spectral measurement, and has the ability to acquire image and spectral data simultaneously. By combining morphometry and spectrometry, it is possible to achieve efficient identification and quantitative analysis of the chemical components of the exploration target, and has the strong advantage in the field of asteroid exploration. This paper analyzes the principle of the staring imaging spectrometer and the technological progress in various countries. Based on the requirements of light, small payloads and the space characteristics of spectroscopic devices, the application of staring imaging spectrometer is discussed. Then, this paper introduces the conceptual design of an acousto-optic staring imaging spectrometer, combined with the technical characteristics of its area array stare frame imaging and fast electronic control spectrum selection. An experimental verification is carried out, which provides a reference for the feasibility of this type of instrument in asteroid exploration. 展开更多
关键词 imaging SPECTROMETER staring imaging ASTEROID exploration AOTF space applications
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红外成像器件的发展 被引量:2
11
作者 袁继俊 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1993年第3期12-14,共3页
文章强调了红外成像器件的重要性。指出:红外探测器是红外热像仪的核心部件,它的发展水平在很大程度上决定了红外热成像技术状态,一种新型探测器的诞生就会带来红外成像系统的更新换代。单元器件、线列多元器件和面阵型器件决定了红外... 文章强调了红外成像器件的重要性。指出:红外探测器是红外热像仪的核心部件,它的发展水平在很大程度上决定了红外热成像技术状态,一种新型探测器的诞生就会带来红外成像系统的更新换代。单元器件、线列多元器件和面阵型器件决定了红外热像仪的发展的不同水平。文章对目前红外成像器件的发展进行了分析总结,并按照不同成像方式把成像器件分为扫描成像器件和凝视成像器件两类,对其优缺点进行评述比较。最后。对我国红外成像器件的发展状况进行了概括,并根据国情,提出了我国发展红外成像器件的意见和建议。 展开更多
关键词 红外成像器件 红外探测器 扫描成像
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GF-4卫星不同成像状态下影像定位误差特性分析 被引量:3
12
作者 韩杰 谢勇 +2 位作者 李慧娜 苗宝亮 石宏斌 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第8期59-62,67,共5页
高分四号(GF-4)卫星作为我国高分对地观测系统中一颗高分辨率面阵成像的静止轨道卫星,其在不同成像状态下的影像几何定位精度一直是科研人员和应用部门所关注的。本文以谷歌地球数据为几何参考,通过对比GF-4卫星影像和谷歌地球影像上同... 高分四号(GF-4)卫星作为我国高分对地观测系统中一颗高分辨率面阵成像的静止轨道卫星,其在不同成像状态下的影像几何定位精度一直是科研人员和应用部门所关注的。本文以谷歌地球数据为几何参考,通过对比GF-4卫星影像和谷歌地球影像上同名点位置信息,分析了GF-4卫星在凝视、俯仰、滚动成像状态下的影像定位特性。结果表明,单幅影像内部均出现了明显的系统误差,凝视成像过程中同一点位的影像定位误差波动较小,俯仰/滚动姿态影像定位误差与俯仰角/滚动角成正比关系。该结论可为地面数据处理部门和用户在数据校正和应用时提供参考。 展开更多
关键词 GF-4卫星 不同成像状态 几何定位误差 特性分析 凝视成像
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视频卫星在轨相对辐射定标方法 被引量:3
13
作者 王灵丽 白杨 +2 位作者 潘征 谷文双 武红宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期268-273,共6页
视频卫星利用敏捷姿态性能对地凝视成像,实现对目标的动态监测。为了消除视频卫星获取时序图像中由探测元件响应差异引起的非均匀性,获得清晰的图像和准确的辐射信息,需要针对视频卫星传感器进行相对辐射定标。由于成像机理不同,基于统... 视频卫星利用敏捷姿态性能对地凝视成像,实现对目标的动态监测。为了消除视频卫星获取时序图像中由探测元件响应差异引起的非均匀性,获得清晰的图像和准确的辐射信息,需要针对视频卫星传感器进行相对辐射定标。由于成像机理不同,基于统计的在轨辐射定标方法并不适用于视频卫星,提出采用均匀场景的视频卫星在轨相对辐射定标方法,分别对云层、海洋和沙漠三种典型的均匀场景进行凝视视频成像,解算相对辐射定标系,其中,沙漠场景的处理取得了较好的相对辐射定标系数,校正吉林一号视频单帧影像。该方法能够有效修复图像缺陷,图像的非均匀性由3.7%降低至1.2%。 展开更多
关键词 视频卫星 凝视成像 在轨相对辐射定标 均匀场景
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Bj?rck-Schmidt正交化微波凝视成像方法的研究 被引量:3
14
作者 邵鹏 许然 +2 位作者 李浩林 李亚超 邢孟道 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第4期450-456,共7页
微波凝视成像作为一种新的成像模式,依靠多个相互独立的天线阵元发射随机信号,在空间形成时空两维随机辐射场,将回波信号形成的辐射场与预存的随机辐射场进行关联处理,从而实现成像。由于电磁信号在空间形成的辐射场具有很强的相关性,... 微波凝视成像作为一种新的成像模式,依靠多个相互独立的天线阵元发射随机信号,在空间形成时空两维随机辐射场,将回波信号形成的辐射场与预存的随机辐射场进行关联处理,从而实现成像。由于电磁信号在空间形成的辐射场具有很强的相关性,因此在进行直接关联处理后,得到图像的副瓣很高。本文针对上述问题提出对预存辐射场分别进行Schmidt及Bj?rck-Schmidt正交化处理,减小了邻近单元散射电磁信号的相关性,从而抑制了目标的副瓣,图像的信噪比得到提高,最终获得良好聚焦的图像。文中给出了直接关联处理及Schmidt和Bj?rck-Schmidt两种正交化方法性能的对比,同时对预存辐射场正交化处理后的信号特性进行了分析。仿真实验证明了Bj?rck-Schmidt正交化方法可以明显降低目标的副瓣,进而说明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 凝视成像 时空两维随机辐射场 Bj(o)rck-Schmidt正交化 关联处理
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静止轨道大视场中波红外光学系统设计 被引量:3
15
作者 王威 陈凡胜 崔坤 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第2期114-118,共5页
地球静止轨道凝视成像技术是航天遥感领域的重要研究内容。为了实现静轨对地不间断观测的目的,设计了一套覆盖地球全圆盘的大视场中波红外凝视成像光学系统。通过光焦度分配、光线高度控制和冷阑匹配,实现了大视场二次成像光学结构;根... 地球静止轨道凝视成像技术是航天遥感领域的重要研究内容。为了实现静轨对地不间断观测的目的,设计了一套覆盖地球全圆盘的大视场中波红外凝视成像光学系统。通过光焦度分配、光线高度控制和冷阑匹配,实现了大视场二次成像光学结构;根据现有面型检测水平,合理分配非球面,解决了多重像差问题。结合实际装调工艺,对温度适应性情况进行讨论。设计得到的光学系统视场达到18°×18°,角分辨率为72?rad。设计结果表明,各个视场的MTF在奈奎斯特频率处(16.7 lp/mm)均大于0.7,像元尺寸内能量集中度大于83%,冷阑效率大于98%。该系统有望在静止轨道红外探测相机、高灵敏度天文卫星等领域实现重要应用价值。 展开更多
关键词 静止轨道 凝视成像 中波红外 大视场 光学设计 温度适应性
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舰用红外警戒技术的发展与思考 被引量:3
16
作者 孙欣 《光学与光电技术》 2009年第4期97-100,共4页
舰用红外警戒系统在水面舰船上的作用越来越受到重视。基于线阵机械扫描的红外警戒系统由于受本身成像体制的限制,存在着一定的弱点。目前各国研制的第三代舰用红外警戒系统采用了多种新技术和新思路,对其进行分析和总结对新一代红外警... 舰用红外警戒系统在水面舰船上的作用越来越受到重视。基于线阵机械扫描的红外警戒系统由于受本身成像体制的限制,存在着一定的弱点。目前各国研制的第三代舰用红外警戒系统采用了多种新技术和新思路,对其进行分析和总结对新一代红外警戒系统的研制工作具有指导意义。 展开更多
关键词 红外警戒 线阵机械扫描 凝视成像 分布孔径
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光学遥感卫星凝视成像姿态规划及快速仿真方法 被引量:2
17
作者 张刘 张晓寒 +4 位作者 岳庆兴 刘念 孙凯鹏 孙杰 范国伟 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期340-348,共9页
目前,遥感卫星凝视成像姿态规划通常只考虑横滚轴和俯仰轴,导致仿真图像出现小角度旋转,降低了视频成像质量;仿真过程多数未考虑仿真实时性,仿真时间过长,难以满足工程应用。针对上述问题,进行了修正图像旋转的偏航补偿,并提出了一种针... 目前,遥感卫星凝视成像姿态规划通常只考虑横滚轴和俯仰轴,导致仿真图像出现小角度旋转,降低了视频成像质量;仿真过程多数未考虑仿真实时性,仿真时间过长,难以满足工程应用。针对上述问题,进行了修正图像旋转的偏航补偿,并提出了一种针对平坦地形的凝视成像快速仿真方法。首先,推导了对地凝视成像时航天器三轴姿态的计算公式;然后,基于中心投影建立了凝视成像的几何模型,并运用二维拉格朗日插值方法进行地球局部曲面重构;最后,进行了针对平坦地形凝视成像的仿真实验。仿真参数设置如下:轨道高度为526 km,相机焦距为1.45 m,像元尺寸为5.5μm。仿真结果表明,此仿真条件下姿态规划误差小于0.004 m;在不考虑高程变化的情况下,使用本文方法对地形平坦的目标区域进行成像仿真时,误差小于0.031个像素;相比于逐点计算的直接法,仿真时间减少了87%。 展开更多
关键词 凝视成像 姿态规划 快速仿真 二维插值
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基于透射变换和二维指向镜的大视场光谱成像研究 被引量:1
18
作者 徐映宇 秦侠格 +2 位作者 徐睿 何志平 王建宇 《红外》 CAS 2017年第8期8-13,共6页
为了对大视场范围内的目标进行光谱成像,人们通常采用二维指向镜和面阵凝视光谱仪相结合的技术途径。当用二维指向镜对近距离目标进行成像时,在不同方位角与俯仰角下产生的像旋和畸变等都不同,从而给后续处理带来了困难。因此需要先建... 为了对大视场范围内的目标进行光谱成像,人们通常采用二维指向镜和面阵凝视光谱仪相结合的技术途径。当用二维指向镜对近距离目标进行成像时,在不同方位角与俯仰角下产生的像旋和畸变等都不同,从而给后续处理带来了困难。因此需要先建立目标实际坐标系、探测器图像坐标系和俯仰方位角三者之间的光学传递模型。根据该模型即可得到透射畸变图像与真实图像之间的变换关系。然后通过透射变换对透射畸变图像进行正视校正,便可对大视场图像进行拼接。外场实验结果表明,该方法可行性强,简单易行,稳定性好。 展开更多
关键词 二维指向毚凝视成像 透射变换 大视场成像
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视频卫星对地凝视成像姿态调整技术研究 被引量:1
19
作者 付凯林 杨芳 +1 位作者 黄敏 黄群东 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期53-60,共8页
针对视频卫星成像时视轴对地面目标的指向保持问题、面阵传感器与目标区域之间的相对运动导致的成像质量问题,进行视频卫星对地凝视成像姿态调整技术的研究。首先建立使用面阵传感器的视频卫星对地凝视成像姿态运动学模型,分析卫星与地... 针对视频卫星成像时视轴对地面目标的指向保持问题、面阵传感器与目标区域之间的相对运动导致的成像质量问题,进行视频卫星对地凝视成像姿态调整技术的研究。首先建立使用面阵传感器的视频卫星对地凝视成像姿态运动学模型,分析卫星与地面目标之间的相对运动过程。然后,以成像质量为基本约束条件,提出一种对地面区域目标凝视成像的三轴姿态机动规划方法。最后,对姿态机动规划方法进行数值仿真和验证,依据仿真结果,提出面阵凝视成像对卫星姿态控制精度的需求。数值仿真分析结果表明,文章提出的面阵凝视成像姿态机动规划方法是合理可行的,所需的姿态指向稳定度为0.003(°)/s,偏航轴姿态稳定度为0.069(°)/s,姿态指向精度为0.01°。 展开更多
关键词 视频卫星 区域目标 凝视成像 面阵传感器 姿态调整
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舰船红外搜索跟踪系统发展展望
20
作者 赵和鹏 党玲 《光学与光电技术》 2022年第5期129-134,共6页
红外搜索跟踪系统具有角分辨精度高、隐蔽性好、探测能力强、抗电磁干扰能力强等优点,在舰船预警探测领域得到了广泛的应用。详细介绍了舰船红外搜索跟踪系统的工作原理、分类及舰船红外搜索跟踪系统的发展现状,最后总结了舰船红外搜索... 红外搜索跟踪系统具有角分辨精度高、隐蔽性好、探测能力强、抗电磁干扰能力强等优点,在舰船预警探测领域得到了广泛的应用。详细介绍了舰船红外搜索跟踪系统的工作原理、分类及舰船红外搜索跟踪系统的发展现状,最后总结了舰船红外搜索跟踪系统的发展趋势。 展开更多
关键词 红外搜索跟踪系统 图像拼接 凝视成像 光电探测 智能算法
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