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微小卫星空间遥感相机的杂散光分析、测量和遮光系统设计

作　者: 石荣宝
导　师: 沈为民
学　校: 苏州大学
专　业: 光学工程
关键词: 遥感相机杂散光遮光系统杂光系数黑斑法
分类号: O436.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

对地可见光空间遥感相机对地物目标成像,视场内外的辐射会引起像面的杂散辐射,降低相机成像质量,严重时可能造成相机无法正常工作。为了提高相机的成像性能,本文建立相机的光机模型,分析系统的杂散光,改进遮光系统设计。利用建立的杂光系数测量装置,测量相机镜头的杂光系数,验证建模分析结果。第一章介绍光学系统杂散光研究的发展状况,阐述微小卫星遥感相机杂散光研究的必要性。第二章介绍可见光系统中杂散光产生的机理及其抑制措施。基于辐射传递理论,介绍采用遮光罩、挡光环、吸光材料、光学薄膜等措施抑制杂散光的原理。第三章建立遥感相机光机模型,分析杂散光性能,设计遮光系统。根据光学和机械系统设计参数,用Lighttools软件建立光机模型。根据杂散光抑制经验,并考虑到微小卫星可用空间的有限性,设计主遮光罩、主镜遮光罩等。除分析由偶次反射引起的系统鬼像外,还通过建立杂光系数测量模型,分析计算了系统的杂光系数。第四章为进一步提高相机系统的杂散光抑制能力,改进根据经验设计的原有遮光系统。改进措施包括在主遮光罩中心设置圆台结构,为主、次镜镜筒设计挡光环。模拟计算结果表明,改进系统的消杂散光性能比原相机系统提高近了一个量级。第五章实验测量相机镜头的杂光系数。基于黑斑法理论,利用积分球系统建立杂光系数测量装置,实验测量原相机系统的杂光系数,测量结果与建模仿真分析结果基本一致。第六章总结论文工作,并展望进一步有待开展的工作。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 杂散光研究的发展状况  9-12
  1.2 微小卫星空间遥感相机杂散光研究的必要性  12
  1.3 本论文研究的主要内容  12-14
第二章光学系统杂散光产生机理与抑制研究  14-20
  2.1 杂散光产生机理  14-16
  2.2 杂散光抑制措施  16-19
  2.3 本章小结  19-20
第三章遥感相机光机系统建模与遮光系统设计  20-30
  3.1 光机建模  20-23
    3.1.1 光学系统  20-21
    3.1.2 机械系统  21-23
  3.2 遮光系统设计  23-29
    3.2.1 鬼像控制  23-25
    3.2.2 主遮光罩设计  25-26
    3.2.3 主镜遮光罩设计  26-27
    3.2.4 遮光系统设计评价  27-29
  3.3 本章小结  29-30
第四章遥感相机遮光系统改进  30-41
  4.1 遮光系统改进  30-37
    4.1.1 确定原相机系统杂散光传输路径  30-32
    4.1.2 主遮光罩改进  32-36
    4.1.3 镜筒挡光环设计  36-37
  4.2 改进系统杂散光抑制性能评价  37-38
  4.3 改进系统点源透过率计算  38-40
  4.4 本章小结  40-41
第五章遥感相机镜头的杂光系数测量  41-47
  5.1 黑斑法测量光学系统杂光系数原理  41
  5.2 杂光系数测量实验  41-46
    5.2.1 测量装置  41-44
    5.2.2 测量实验与实验结果分析  44-46
  5.3 本章小结  46-47
第六章总结与展望  47-48
  6.1 总结  47
  6.2 展望  47-48
参考文献  48-50
攻读学位期间公开发表的论文  50-51
致谢  51-52

微小卫星空间遥感相机的杂散光分析、测量和遮光系统设计

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