航空相机在采用旋转扫描反射镜成像过程中存在像面旋转，会导致图像模糊，成像质量下降，必须采用像旋补偿机构进行补偿。目前，通过人眼观察图像模糊程度和电机同步控制精度评价像旋补偿精度，都不能客观准确评价系统成像质量。为建立航空相机成像质量与像旋补偿系统其他指标之间的直接关系，提出基于极坐标系的动态调制传递函数(MTF)，并提出基于倾斜刃边法与模糊路径法相结合的方法测量航空相机旋转像移动态MTF。设计扇形靶标旋转动态成像实验，利用旋转动态MTF和倾斜刃边法得到图像动态MTF计算值，并基于图像模糊路径测量转台转动时图像动态MTF测量值。实验结果表明，转台以20～300（°）/s匀速转动时，空间频率在旋转动态MTF到达第一个零点频率前，动态MTF计算值和测量值曲线近似重合，验证了旋转动态MTF的正确性；空间频率在小于0.7零点频率范围内，两动态MTF曲线相对误差最大值和均值分别小于6%,2%，进而证明了测量方法的准确性。

摆扫式相机在扫描成像过程中，必须保证扫描机构与像面探测器之间摆扫运动的同步性，如果二者之间出现角度偏差或速度偏差，就会引起像旋转现象，使图像模糊，造成图像质量的下降。以全景式时间延迟积分(TDI)CCD摆扫航空相机为例，利用坐标变换方法建立了像旋分析的数学模型，分析了位置同步误差与速度同步误差对成像质量的影响，提出了基于干扰观测器的同步补偿方法，保证了两个机构之间位置及速度的同步性，实现了调速控制器与同步控制器的独立设计，有利于实际应用。通过实验室静态分辨率成像实验及对外成像实验，对理论分析结果进行验证。实验结果表明基于本方法的位置及速度同步误差分别小于0.0043°、0.0695°/s，均满足补偿精度要求，在成像过程中图像的旋转及失真现象得到了明显的抑制，图像质量获得了大幅提高。

对相机成像光学系统成像特性分析,将整个相机抽象为一个简单数学模型.在笛卡尔坐标系中,通过数学坐标变换和几何光学的方法对不同工作方式的航空相机由扫描反射镜沿俯角方向旋转引起目标像旋转问题作定量计算,为偏流补偿机构工程应用提供理论依据.

以一种机载斜视画幅遥感相机为例,介绍了基于该相机建立像移数学模型的全过程.为交流方便,采用飞行力学国家标准的符号和转角正负,并选择与飞机相关的坐标系;提取相机几何模型,并将机体坐标系建立在相机适当位置,将目标航迹速度经飞机姿态矩阵、相机俯角矩阵、光学系统变换矩阵转换为像面坐标系下的像移速度,由此得到视场中心像移矢量计算公式.定性、定量地分析了像面旋转与姿态像移之间的关系;基于异速像移产生的原因,论证了像面旋转机构在姿态像移补偿过程中的作用.

通过斜视画幅相机的几何模型,选择载机相关坐标系,建立了计算目标航迹速度到像面坐标系下像移速度的数学模型.通过坐标变换将航迹速度(目标在航迹坐标系下的速度)转换至机体坐标系下的速度矢量,最终至补偿坐标系下的运动矢量;计算视轴长度,得到了扫描镜补偿角速度.最后,阐述了像面旋转机构在像移补偿中的作用,并给出了具体位置角计算公式.提出的采用扫描镜和像面旋转机构相结合的方案实现了凝视工作模式下的画幅相机像移补偿,利用坐标变换计算出的相应量,可为将来画幅相机在该模式下的像移补偿工程应用提供必要的参考.