利用小視場相機實現大視場廣域搜索的成像系統及方法涉及遙感相機成像技術領域，解決了成像系統的結構輕簡和大視場高分辨成像需求不能同時滿足以及成像方法得到的視場不連續的問題，該系統包括：遙感平臺、連接遙感平臺且繞遙感平臺轉動的轉動機構、沿轉動機構長度方向設置在其上的多個成像載荷系統、連接遙感平臺和每個成像載荷系統的成像解算模塊，成像解算模塊控制遙感平臺的姿態調整、控制成像載荷系統的機動調整與成像、通過遙感平臺控制轉動機構的轉動。方法包括分別計算確定成像載荷系統的成像幀間隔和所需成像載荷系統的數量，選擇成像載荷系統并拍攝。本發明滿足結構輕簡和大視場高分辨成像需求，利用小視場相機實現大視場廣域搜索。

技術領域

本發明涉及遙感相機成像模式設計與應用技術領域，具體涉及利用小視場相機實現大視場廣域搜索的成像系統及方法。

背景技術

空天遙感類相機成像系統質量、體積與分辨率、幅寬一直以來是相互制約的，在傳統的空天遙感類相機設計思路上，要想實現高分辨率、寬幅成像，整個成像系統的口徑、焦距等指標必然顯著增大，這直接帶來了成像系統本身質量與體積的提升，進而導致遙感平臺體量的增大。在廣域搜索等應用場合中，需要遙感器具有極大的視場，而大視場相機的制造往往是復雜且困難的，因此，研究利用小視場相機實現大視場廣域搜索成像的方法及系統變得十分重要。

目前針對成像方法，現有的成像模式，如針對航天平臺的星下點成像模式、大角度側擺成像模式、多軌條帶成像模式、同軌條帶成像模式、同軌立體成像模式等，或針對航空平臺的推掃成像模式、擺掃成像模式等，均采用遙感平臺與相機系統間高精度姿態的配合實現高精度的特定成像目的。而現有的具備高分辨率條件下視場拓寬能力的成像模式其大視場的構建大都是時間不連續或空間不連續的，這不利于廣域搜索等應用的實施。

發明內容

為了解決現有成像系統的結構輕簡和大視場高分辨成像需求不能同時滿足的問題，以及成像方法得到的視場不連續的問題，本發明提供利用小視場相機實現大視場廣域搜索的成像系統及方法，突破常規相機應用傳統的成像模式進行成像視場較小的瓶頸，實現了利用裝備小視場成像載荷的遙感平臺能夠大視場廣域成像。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

利用小視場相機實現大視場廣域搜索的成像系統，包括遙感平臺、連接遙感平臺且繞遙感平臺轉動的轉動機構、沿轉動機構長度方向設置在其上的多個成像載荷系統、以及連接遙感平臺和每個成像載荷系統的成像解算模塊，所述成像解算模塊控制遙感平臺的姿態調整、控制成像載荷系統的機動調整與成像、通過遙感平臺控制轉動機構的轉動。

利用小視場相機實現大視場廣域搜索的成像系統的成像方法，包括如下步驟：

步驟一、成像解算模塊接收成像任務，根據成像任務計算轉動機構角速度；

步驟二、成像解算模塊根據成像載荷系統延軌向視場角、遙感平臺的高度和步驟一的計算結果計算轉動機構自轉360度所需的成像幀數；

步驟三、成像解算模塊根據步驟一和步驟二的計算結果計算成像載荷系統環掃成像幀最大時間間隔，并確定成像載荷系統的成像幀間隔；

步驟四、成像解算模塊計算成像載荷系統的成像曝光時間；

步驟五、成像解算模塊根據成像載荷系統垂軌方向視場角、成像載荷系統極限側擺角、成像載荷系統橫滾向轉動速度和步驟三的成像載荷系統成像幀間隔計算成像載荷系統在成像幀間隔內的成像次數；

步驟六、成像解算模塊根據地面幅寬、步驟五的計算結果和成像載荷系統垂軌方向視場角計算成像任務所需成像載荷系統的數量；

步驟七、成像解算模塊將步驟一的計算結果傳至遙感平臺，遙感平臺接收并據此控制轉動機構轉動，成像解算模塊根據步驟六的計算結果選擇成像載荷系統；

步驟八、成像解算模塊控制步驟七中選擇的成像載荷系統機動調整與成像。