1 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
2 国科大杭州高等研究院，浙江 杭州 310024
3 中国科学院大学，北京 100049
4 北京市遥感信息研究所，北京 100011
5 南京大学电子科学与工程学院，江苏 南京 210123
航空红外光电遥感技术具有可全天时工作、机动灵活、空间分辨率高等不可替代的优势，是遥感科学、国土监测、**应用等领域的重要手段。发展航空红外光电遥感技术对我国的经济发展和**建设至关重要。近年来，航空红外光电遥感技术发展很快，在高光谱分辨率红外成像和高空间分辨率红外成像方面取得了重大突破。高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率、高辐射分辨率是红外光电仪器发展的重要方向，本文在介绍国际最新进展的同时，给出了上海技术物理研究所航空遥感团队在全谱段高光谱、面阵扫描成像两个方面的重要技术突破，成功应用于土地分类、核电站温排水监测等方面，展示了最新成果。
航空遥感 高光谱成像 红外面阵扫描成像 焦平面 光谱仪 航空红外相机 airborne remote sensing hyperspectral imaging infrared area-array scanning imaging focal plane array spectrometer airborne infrared camera
红外与激光工程
2021, 50(2): 20200498
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 10049
航空摆扫成像时, 曝光时间内像点的移动是影响成像质量的重要因素。为了研究三面镜各项误差对像移量的影响, 利用齐次坐标变换法建立了像点位移计算模型, 准确地引入了摆扫镜轴系误差等常见误差项。在此基础上, 分析了三面镜加工装调误差对像点位移量的影响, 并比较了像点位移量对各误差项变化的灵敏度。接着, 根据系统调制传递函数的指标对像点位移量的范围进行了限定, 确定了高图像质量允许的像点位移量。最后, 对分配后的三面镜误差进行了蒙特卡罗法仿真。仿真结果表明, 像点位移量在10－5 m量级, 像移的MTF因子为0.97, 满足指标要求。该结论对摆扫相机的结构设计与加工装调有重要的参考价值。
航空遥感 像点位移 三面摆镜 误差分配 调制传递函数 蒙特卡洛仿真 airborne remote sensing image motion swing mirror with three reflectors error distribution Modulation Transfer Function (MTF) Monte Carlo simulation 光学 精密工程
2019, 27(10): 2071
1 中国电子科技集团有限公司, 北京 100846
2 北京理工大学 信息与电子学院, 北京 100081
3 北方工业大学 电子信息工程学院, 北京 100144
机载遥感视频背景复杂, 且指定建筑目标面积小、分布离散, 传统区域提取算法难以准确锁定并跟踪这类目标。提出了一种基于改进FAsT-Match算法的特定建筑区锁定跟踪方法。该方法首先以模板图为基准对目标图像进行直方图规定划, 以适应不同的光照变化; 然后构建仿射变换参数网络, 并根据上一帧得到的最佳仿射变换参数限制当前帧图像的仿射变换参数范围, 以提升匹配效率; 最后将与仿射变换匹配的平行四边形图像数据经过逆仿射变换成矩形图像作为下一帧模板, 从而解决旋转、尺度、形变等变化对目标跟踪准确性的影响。由实验分析可知, 该算法AUC指标可达0.820, 较NCC算法准确率提升40.5%, 且跟踪效果好、效率高、对各种场景的适应性好, 可在特定建筑区域准确、实时、高效地锁定跟踪。
机载遥感视频 FAsT-Match算法 直方图规定划 仿射变换参数 锁定跟踪 airborne remote sensing video FAsT-Match algorithm histogram definition affine transformation parameter lock tracking
国防科学技术大学 航天科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
由于航空遥感惯性稳定平台框架角运动受限, 本文提出了基于LuGre摩擦模型进行参数初步和精确辨识的方法以进一步提高其控制精度。从数字控制系统出发, 构建了摩擦参数辨识系统, 把摩擦参数辨识问题转化为曲线拟合问题。通过限定输入信号幅值和频率, 解决了框架角运动受限导致摩擦参数辨识困难的问题。结合数字控制系统特性, 优先辨识摩擦线性项参数; 根据摩擦静态和动态特性, 提出分步夹逼和分步搜索法依次辨识剩余参数, 完成初步辨识。然后代入初步辨识结果, 用遗传算法完成摩擦参数的精确辨识。仿真结果表明: 摩擦参数初步辨识误差小于5%, 精确辨识误差小于0.7%; 用辨识出的摩擦参数构建摩擦补偿器, 系统对基座低频角运动干扰的抑制能力提高了4倍。最后, 基于某原理样机开展了摩擦参数辨识和补偿实验, 结果表明控制精度提高了1倍, 证实了提出的辨识方法的有效性和工程实用意义。
航空遥感 惯性稳定平台 LuGre模型 分步辨识 遗传算法 前馈摩擦补偿 airborne remote sensing inertially stabilized platform LuGre model sub-step identification genetic algorithm feedforward friction compensation
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
为了满足在区域尺度上大气气溶胶垂直分布的探测需求,在中国科学院重大科技基础设施项目“航空遥感系统”的资 助下,研制了机载双波长偏振激光雷达。介绍了该机载激光雷达的主要功能和性能参数,以及在华北地区开 展的飞行观测实验,取得的结果表明,该机载激光雷达性能稳定,其探测精度达到设计要求,可以为污染源的识别和 传输路径的探测提供高时空分辨率的数据,为认知大气气溶胶的微物理特性和分类提供了重要的机载遥感平台。
大气光学 大气气溶胶 航空遥感 激光雷达 偏振 atmospheric optics aerosol airborne remote sensing lidar polarization 大气与环境光学学报
2015, 10(4): 295
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
利用一台研制的机载双波长米氏散射激光雷达，对京津冀地区大气气溶胶的三维空间分布进行了探测。给出了其中一次较典型的观测实验，该架次航线与边界层内的气流方向垂直，有利于获取区域尺度上气溶胶分布的剖面信息。观测结果显示，京津冀腹地密集的污染排放源，结合气流对气溶胶的输送和扩散作用，导致观测期间该地区形成了大范围区域立体污染。通过分析典型污染源周边的气溶胶分布，研究了重污染源排放的气溶胶随气流扩散的过程。初步的飞行实验结果表明，该激光雷达性能稳定，可以为污染源的识别以及污染物传输路径的探测提供高空间分辨率的数据。
大气光学 气溶胶 航空遥感 激光雷达 空间分布 光学参数
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气成分与光学重点实验室， 安徽 合肥 230031
针对机载双波长偏振激光雷达的技术特点，结合搭载遥感飞机的基本性能，分析了激光雷达的设计方法；仿真计算了激光雷达的配置参数；解决了激光雷达应用于航空平台的一些关键技术。通过实验取得了初步的结果，地基实验表明，激光雷达达到设计指标要求的探测能力。初步的飞行实验结果表明，激光雷达采用的关键技术符合航空平台关于体积、重量、功耗以及环境适应性的要求。利用激光雷达的主动探测能力，结合机上同时搭载的被动遥感仪器，将实现国家关注的大气成分及其环境要素的科学实验研究目标。
大气光学 航空遥感 激光雷达 云和气溶胶 中国激光
2012, 39(10): 1014002
多光谱成像仪是一种有效的对地观测工具,航空机载多光谱成像仪在遥感领域得到广泛的应用.介绍一种新的小型多光谱成像仪的设计,以小型化、轻量化研究为特点,使其与小型无人飞机精密结合,成为一种灵活机动的海洋监测工具,将在海洋污染、赤潮发现、原油泄漏等重大事件监测上发挥作用.
航空遥感 多光谱成像仪 无人机 airborne remote sensing multispectral imager unmanned aerial vehicle
