为准确评价跟踪成像平台对图像调制传递函数的影响,提供确定平台技术指标的理论依据,建立了利用图像运动函数直接计算运动光学传递函数的解析及数值计算模型,并给出了有限项的截断误差,取7阶近似时,截断误差小于10%。利用所建模型给出了低频正弦运动和高频正弦运动光学传递函数的解析式。对某跟踪成像平台的跟踪角速度误差进行了频谱分析,主要分量由多个低频正弦振动分量组成;在曝光时间的尺度上,跟踪角速度误差引起的图像运动可近似为匀速直线运动。利用统计矩法计算的调制传递函数,与利用跟踪角速度误差的均方根值计算的调制传递函数相当,200 mrad ^-1频率下计算结果偏差小于0.01,因此,跟踪角速度误差均方根值是表征跟踪成像平台的跟踪稳定度的合理参数。

为测量航天遥感相机因姿态不稳定以及各种扰动引起的图像运动,提出了基于光速处理的高精度光电混合相关探测测量方法.利用高速CCD和主CCD对同一目标进行成像,在曝光时间内高速CCD获取序列图像,利用联合变换相关器对所采集的图像序列进行光学运算,测量出相邻序列图像的运动位移.阐述了光学相关方法测量图像运动的原理,并模拟分析了噪声和不同运动条件下的测量精度.建立了相应的测量像移的实验系统,实验数字模拟及实验结果都证实了该方法的有效性,测量精度优于0.1像元,满足卫星遥感相机的使用要求.

为测量卫星遥感相机因姿态不稳定以及各种扰动引起的亚像素像移，提出了基于光学相关的双CCD成像系统的图像运动测量方法。在主成像系统成像的同时，辅助高速CCD获取同一目标的图像序列，利用联合变换相关器对所采集的图像序列进行光学运算，测量出相邻图像序列的运动位移。阐述了使用光学相关方法测量像移的原理，并模拟分析了噪声和运动条件下的测量精度。建立了使用该方法测量像移的实验系统。实验结果证实了该方法的有效性，测量精度小于0.1 pixel，满足卫星遥感相机的使用要求。

卫星平台振动导致色散型成像光谱仪在曝光过程中与地物产生相对运动， 从而严重地影响了光谱数据质量。 本文以PHI为色散型光谱仪模型， 研究计算了俯仰角、 侧滚角、 偏航角以及三角综合按照卫星振动信号和不同振幅的谐波振动对光谱数据的空间图像和光谱的影响程度， 并且仿真出了各种振动下的畸变光谱数据立方体， 得到卫星平台振动造成光谱数据畸变的一般规律。 结果表明， 色散型光谱仪对卫星振动振幅要求较高， 微小的振幅对光谱的影响也非常大， 必须对光谱数据进行校正和对卫星平台进行减振， 才能保证地物光谱的真实性。

随着空间科学技术的发展,空间遥感、侦察的能力日益提高,对光学成像系统的分辨率的要求也越来越高。但是这种高分辨率成像系统的成像质量要受到机械振动的影响。可用运动光学传递函数来评价存在机械振动的光学系统的成像特性。本文探讨了计算运动光学传递函数的一种新方法--统计矩法,研究了当光学系统所成的像在二维方向上存在运动时的运动光学传递函数的解析与数值方法。该方法可以计算任何形式的图像运动导致的成像质量的下降,而且可以很方便地应用到一维运动的情况。