CCD数字航空相机高分辨力成像关键技术与发展
图像传感器的最新技术和发展趋势
图像传感器的最新技术和发展趋势关键字：图像传感器 CMOS不管是最新的手机还是大型天文望远镜，固态成像器件几乎能满足目前所有图像捕获的需求。
像素变小能使现有的VGA和数百万像素传感器尺寸减小，但是具有数千万像素的大型静态传感器更容易制造。
在最近几年中，基于CMOS技术的图像传感器已成为消费类产品的选用技术。
在分辨率为VGA到800万像素的成像器件中，它们比电荷耦合器件(CCD)传感器具有更高的成本和性能优势。
不过，在800万像素以上的市场中，CCD仍占绝对优势，因为CCD的噪声更低，灵敏度更高。
CCD传感器在工业和医疗应用中也占据着统治地位，因为这些领域追求的是高帧速率，而不是高分辨率。
芯片架构范围从数千像素的简单线性阵列到数百万像素阵列。
Fairchild Imaging、Fraunhofer-IMS、Hamamatsu、柯达和Saroff Labs都能提供满足这一市场需求的解决方案。
CMOS传感器利用CMOS技术的工艺扩展性能，以及图像处理器和模数转换器(ADC)等更强的集成逻辑功能，来实现一套完整的“片上相机”解决方案。
由于CMOS传感器的像素尺寸已经减小到每边小于3um，因此设计工程师可以在与上一代VGA传感器相同的芯片面积上，设计出更小的VGA分辨率传感器或具有数百万像素的传感器。
在800万像素以上的市场中，CCD仍占绝对优势，因为CCD的噪声更低，灵敏度更高。
另外，在未来几年中，汽车安全应用将开始消费数量巨大的低成本成像器件。
辅助照相机、驾驶员打瞌睡警报、安全气囊及其它应用都将利用图像数据，来更好地保护驾驶员。
光刻和像素设计的进一步发展将提供更好的可扩展性，使设计工程师能设计出具有更高分辨率的器件。
关键挑战在于在光源捕获面积缩小的同时保持像素单元的灵敏度。
此外，如果捕获到的光能量较低，则必须降低背景噪声，以有效保持足够的信噪比。
因此，工艺开发人员必须重点减少半导体材料中固有的热噪声和其它噪声源，以有效提高信噪比。
光学成像技术的发展与应用
光学成像技术的发展与应用自从人类掌握了制造光学设备的技术以来，光学成像技术就开始逐渐成熟。
随着科技的飞速发展，光学成像技术也在快速进步，其中包括光学测量、光学图像处理、数字成像、红外成像等技术的应用。
今天，我们将探讨它们的发展和应用。
1. 光学测量技术光学测量技术的应用范围非常广泛，包括机械加工、航空航天和生物医学等领域。
这种技术早期主要应用于工业领域，如钢铁、汽车制造等。
光学测量技术最大的优点在于它能够用非接触的方式对物体进行高精度的测量，不会对测试样品产生影响，适用于高精度测量。
随着以太网技术的普及，工业生产线上的光学传感器也越来越多地采用数字化方式。
大型成套仪器部分采用CNC数控处理的完全数字化系统，实现了线性、体积和角度三种测量。
这种技术已经被广泛应用于机械加工、汽车工业等领域。
2. 光学图像处理技术数字成像技术的发展，也推动了光学图像处理技术的飞速发展。
作为数字成像技术中一个重要的环节，光学图像处理技术可以使得照片变得更加清晰、更加美观，使得一个普通的照片变得更加出色。
基于数字图像处理技术的应用除了适用于普通照片的修改之外，还可以用于对肿瘤、医学影像的处理等领域。
通过采用数学方法进行数字图像处理，我们可以消除图像中的噪声，并提高图像的清晰度。
光学图像处理技术可以在品质较差、分辨率低的图像中，提取出能够带给人正面感受的信息，使照片更加的锐利和高精度。
3. 数字成像技术数字成像技术和光学图像处理技术不同，数字成像技术是通过光电元件实现成像的技术，适用于照相机、电视摄像机等各种成像设备。
随着数码相机等电子产品的不断普及，数字成像技术得到了飞速的发展。
全球总收入最高的消费电子产品之一就是数码相机。
数码相机的原理是将光通过镜头照射到电子元件上形成图像，这期间不需要底片，它们是直接由微处理器转化成图片的样子存储在内存卡中的。
这种技术不仅能够实现照片的数字化保存，而且还能够让我们在成像的同时进行样品的实时观测，便于筛选和实时掌握信息。
航空摄影测绘技术的历史发展与现状
航空摄影测绘技术的历史发展与现状在人类历史上，摄影测绘技术一直被广泛应用于地理勘测、军事侦察以及城市规划等领域。
它通过将地面上的景物通过摄影机转化为图像，并通过测量和解析这些图像中的信息，为我们提供了大量准确的地理空间数据。
航空摄影测绘技术作为摄影测绘技术的重要分支，起初是由无人机和航空器携带的相机完成的。
航空摄影测绘技术的起源可以追溯到19世纪末。
当时最早的航空摄影用途是用于地图制作。
商业航空摄影测绘公司相继成立，开始利用航空器进行地图制作和勘测。
然而，在当时的条件下，航空摄影测绘技术还受到了严重的限制。
相机对于光线的依赖性强，而当时的航空器没有稳定的飞行平台，导致拍摄的照片往往不够清晰。
随着技术的不断发展，20世纪初，航空摄影测绘技术迎来了重要的突破。
引入机载相机后，摄影测绘的质量得以极大提高。
在第一次世界大战期间，航空摄影测绘技术被广泛应用于军事侦察，成为战争中不可或缺的工具。
战后，航空摄影测绘技术开始转向民用领域，被广泛应用于地理测绘和城市规划。
然而，传统的航空摄影测绘技术依然存在许多限制。
相机的质量和性能无法满足高精度地理空间数据的需求，而且航空摄影器械的安装和操作也十分复杂。
为了克服这些问题，航空摄影测绘专家开始寻求一种更高效、更精确的方法。
随着科技的不断进步，航空摄影测绘技术在20世纪后半叶发生了重大变革。
无人机的发展使得航空摄影测绘技术实现了飞跃。
相较于传统的有人驾驶的航空器，无人机具有更小的体积和更灵活的机动性，能够在较低的高度进行密集的拍摄。
无人机搭载的相机可以实现即时图像传输，并且能够通过自动飞行路线进行高效拍摄。
这种变革大大加快了航空摄影测绘的速度和精度。
当前，航空摄影测绘技术已经在各个领域得到广泛应用。
在城市规划方面，航空摄影测绘技术可以用于制定详细的土地利用计划和道路规划。
在农业领域，可以通过航空摄影测绘技术进行农作物智能监测，提高农田管理的效率。
在环境保护方面，航空摄影测绘技术可以用于监测森林覆盖率、湖泊面积以及气候变化的影响等。
数字航空摄影测量关键技术
浅析数字航空摄影测量关键技术[摘要]随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展，航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步，其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。
[关键词]数字航空摄影测量技术中图分类号：f767.7文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0013-011 数字航空摄影测量的应用领域数字航空摄影测量技术主要应用于高效率的地图数据更新、城市规划服务和土地测量、gis/lis数据库以及资源环境管理中的理想的专题制图和三维数据采集、林业、农业、土地利用、地质等领域的地理数据获取等，还可广泛用于城市建筑、城市环境工程、城市交通、水利工程、矿山测量、考古、地质、医疗、生物、材料力学、工业测量等领域。
2 航空摄影测量数据处理关键技术2.1 空三加密利用virtuozoaat+pat-b自动空三加密模块，以数码航片作为空三加密的原始数据，运用pat-b平差软件进行光束法区域网平差。
通过航测内业方法（包括内定向、相对定向、公共连接点的转刺）构建空中三角网，并将外业控制点成果和pos数据导入系统按严密的数字模型进行区域整体平差，得到优化后的外方位元素和加密点成果。
以航测外业已划分的区域分区为内业空三加密的基本单元。
使用数字摄影测量系统采集像点坐标，采用解析空三平差程序解算大地坐标。
加密分区间必须接边，作业完成后应填写图历表，输出加密成果（作业说明、外业控制点分布略图、加密点分布略图、外业像控点坐标、加密点坐标、大地定向、检查点坐标、接边点坐标和检验报告等）。
2.2 数字正射影像图（dom）数据生产2.2.1 技术路线本文研究利用virtuozo全数字摄影测量系统工作站进行1∶1000数字正射影像图dom的制作。
在全数字摄影测量工作站中，导入空三成果恢复测区并创建立体像对，作业生产区域dem数据，并用特征点、线参与计算修改生成dem。
利用dem数据对原始影像进行数字微分纠正，通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接，并最终完成数字正射影像图。
CCD 成像探测器
CCD成像探测器朱耆祥人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和嗅觉等感觉器官获取各种信息的，其中约80%的信息是由视觉获取的。
很早以前人们就幻想“千里眼”，借助于它人们可以看到千里之外的一切。
这一幻想在成像探测器出现以后已经成为现实。
到今天人们不只是看到了千里之外人眼所能看到的一切，而且可以获取人眼看不到的信息。
所有这一切都归功于成像探测器。
成像探测器有很多种类，目前应用最多、最广的是电荷耦合阵列探测器——CCD(Charge Coupled Devices)成像器件。
1970年美国贝尔实验室的威拉德·博伊尔和乔治·史密斯首先提出了CCD的概念，以后又建立了一维势阱模型为基础的CCD基本理论。
近四十年的不断发展，到今天CCD已经成为从哈勃望远镜、登月空间飞行器和火星探测器到我们日常生活中的很多用具，如手机、电视等都离不开的成像探测器。
CCD成像探测器像人的视网膜，它和相应的光学系统结合被放在空间、地面、水中、机器中、甚至人体内，代替了人的眼睛，对所有人们感兴趣的目标进行观察和记录。
提供给人们大量的信息，以进行各方面的分析、考察和使用。
CCD 在人类的各项活动中：日常生活、生产建设、交通运输、通信联络、安全保卫、医疗卫生、科学研究、军事装备等各方面都起到重大的、不可取代的作用。
随着CCD应用领域的扩大，使用要求的不断增新，其结构性能也不断发展变化以适应不断发展的使用要求。
目前已出现了多种CCD的结构类型，从紫外到超长波红外不同波段的探测器。
随着使用要求的日益更新，CCD探测器也面临着其他类型成像探测器的非常激烈的竞争。
也许在不久的将来CCD会被另一种成像探测器所取代。
CCD的工作原理和结构CCD成像探测器（芯片）的主要功能是：光电转换、电荷储存、电荷转移、电子图像的生成和输出。
由此，CCD相机的主要组成有：CCD芯片、驱动电路、信号处理电路、输出接口电路及探测器的机械部分。
论摄影测量的应用与发展趋势
论摄影测量的应用与发展趋势摘要：随着航空航天技术、传感器技术和数据处理技术的不断发展，摄影测量和遥感技术已经进入一个快速、动态、多平台、多时相、高分辨率提供观测数据的新阶段。
随着国家的投入和人才队伍的建设，加强我国摄影测量事业与发展将尤为重要。
关键词：摄影测量遥感应用发展趋势一、装备技术更加先进遥感代表着摄影测量的发展方向，也是当下摄影测量的一项关键技术。
经过多年的发展，我国在摄影测量和遥感技术领域取得了空前的进步。
这些年我国研制和发射了50多颗对地观测卫星，组成海洋、风云、资源和环境减灾四大民用观测卫星体系。
这些星载遥感器包括可见光相机（胶片式和传输式）、可见光红外多光谱扫描仪、多种分辨率成像光谱仪、微波散射计、微波高度计以及先进的合成孔径雷达等。
这些技术成就有力地促进了摄影测量数据获取能力的提升，特别是“机载干涉SAR系统”的研制成功，推动了合成孔径雷达技术在其重要应用领域地形测绘方面的应用。
到21世纪初，我国就已经积累了超过660TB贮容量的影像数据，覆盖全国陆地、海洋及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面。
在航天遥感取得巨大进步的同时，我国航空遥感技术也得到了快速提高。
在航空遥感平台方面，我国逐步实现了由过去引进国外飞机到以国产的“运”系列飞机为主的转变。
当前常用航空测量无人机有WZ-2000，效载荷180公斤，留空时间长达12个小时。
一些国产的机载遥感器，如高光谱成像仪、合成孔径雷达等也进入应用化阶段。
随着风云、海洋和资源等几大民用卫星地面系统的建设，遥感卫星地面接收、处理、存储和分发能力也得到了大幅度的提升。
我国民用卫星系列现已形成四大地面接收系统，国家气象局风云系列卫星有北京东北旺接收站、广州接收站和乌鲁木齐接收站，国家海洋局管辖的海洋监测卫星有北京白石桥接收站和三亚接收站，以及中国资源卫星应用中心管辖的北京密云接收装置、广州和乌鲁木齐接收装置，其中北京密云卫星地面站由中国资源卫星应用中心与中科院合作共建。
航天TDI CCD双线阵相机动态成像光线几何建模
航天TDI CCD双线阵相机动态成像光线几何建模杨飞;曲宏松;金光;谢金华;邱振戈【摘要】建立精确的光线几何模型，推导地物与影像间的正反算公式是航天TDI CCD(时间延迟积分电荷耦合器件)相机动态成像仿真的关键步骤。
立体测绘卫星全链路仿真以光线追迹为主线，以高精度高分辨力地表物理模型为输入源，综合考虑了大气辐射传输、光学系统成像、探测器光谱响应和相机噪声等各个环节，完成了成像过程端到端的完整分析。
以可见光光学遥感相机为例，在考虑轨道进动、地球在惯性系下的岁差章动和TDI CCD拼接的情况下，完成双线阵相机动态成像光线追迹几何建模，并对模型误差源进行分析。
经实验验证与分析，正视相机几何物理模型定位精度达124 m，前视相机定位精度达193 m，满足立体测绘全链路仿真的几何建模要求。
%Establishing accurate light geometry model, feature and image between the positive and negative calculate formula is derived, which is the key steps of space TDI CCD (charge-coupled device) time delay integral camera dynamic imaging simulation. Stereo mapping satellite link simulation based on ray tracing all the main line, with high precision high resolution surface physical model for the input source, considering the atmospheric radiation transmission, optical system imaging spectral response, detectors and camera noise and so on each link, complete the imaging process end-to-end complete analysis. In visible light optical remote sensing camera, for example, considering the precession of orbit, the earth under the inertial system of precession and nutation TDI CCD stitching, under the condition of complete double array camera ray tracing dynamic imaging geometry modeling, and the modelerror sources are analyzed. Verified by experiment and analysis, physical model to face the camera geometry precision of 124 m, forward-looking camera positioning accuracy of 193 m, double line array camera is high precision, which satisfies the requirement of the geometrical model of three-dimensional mapping all link simulation.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P41-46)【关键词】几何模型;动态成像;双线阵;误差分析【作者】杨飞;曲宏松;金光;谢金华;邱振戈【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033; 小卫星技术国家地方联合工程研究中心，长春 130033; 中国科学院大学，北京 100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033; 小卫星技术国家地方联合工程研究中心，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033; 小卫星技术国家地方联合工程研究中心，长春 130033;国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心，北京 100830;上海海洋大学，上海 201306【正文语种】中文【中图分类】V443.5高分辨力立体测绘卫星成像仿真为卫星的技术指标论证、试验测试、在轨运行评价以及故障模拟分析等提供了坚实的技术基础。
《2024年CCD细分技术及其应用研究》范文
《CCD细分技术及其应用研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，电荷耦合器件（CCD）技术已成为现代光学、电子学和图像处理领域的重要技术之一。
CCD细分技术作为CCD技术的重要组成部分，其发展与应用对于提高图像的分辨率、精度和稳定性具有重要意义。
本文将详细介绍CCD细分技术的原理、方法及其在各个领域的应用研究。
二、CCD细分技术原理及方法CCD细分技术是通过将CCD器件的像素进行细分，以提高图像的分辨率和精度。
其主要原理是利用光电效应将光信号转换为电信号，通过电路和算法处理，实现像素的细分。
具体方法包括光学细分、电子细分和软件细分等。
1.光学细分：通过光学系统对图像进行放大、聚焦等处理，使像素在光学层面上得到细分。
这种方法可以提高图像的分辨率，但受限于光学系统的性能。
2.电子细分：利用CCD器件内部的电路对像素进行电子处理，实现像素的电子细分。
这种方法可以提高图像的精度和信噪比。
3.软件细分：通过图像处理算法对图像进行数字处理，实现像素的软件细分。
这种方法可以在不改变硬件设备的情况下提高图像的分辨率和精度。
三、CCD细分技术的应用研究CCD细分技术广泛应用于工业检测、医疗影像、科研实验等领域。
下面将分别介绍其在这些领域的应用研究。
1.工业检测：CCD细分技术可用于精密测量、尺寸检测、表面缺陷检测等。
例如，在半导体制造过程中，利用CCD细分技术可以实现对微米级尺寸的精确测量，提高产品质量和生产效率。
2.医疗影像：CCD细分技术可用于医学影像的采集和处理。
通过将CCD器件的像素进行细分，可以提高医学影像的分辨率和精度，有助于医生进行准确的诊断和治疗。
3.科研实验：CCD细分技术可用于科研实验中的光谱分析、光学干涉、光学测量等。
例如，在天文观测中，利用CCD细分技术可以提高观测数据的精度和稳定性，有助于科学家进行深入的研究和分析。
四、CCD细分技术的未来发展随着科技的不断发展，CCD细分技术将不断进步和完善。
CCD图像传感器研究背景发展及国内外现状
CCD图像传感器研究背景发展及国内外现状1CCD图像传感器研究背景 (1)2 CCD图像传感器的发展历史........................................................................ 错误!未定义书签。
1CCD图像传感器研究背景CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合器件，它是20世纪70年代初发展起来的新型半导体光电成像器件，首先由美国贝尔电话实验室的W.S.Boyle和G.E.Smith于1970年首先提出了CCD的概念，在经历了一段时间的研究之后，建立了以一维势阱模型为基础的非稳态CCD的基本理论。
近30多年来，随着新型半导体材料的不断涌现和器件微细化技术的日趋完备，CCD器件及其应用技术得到了较快的发展，取得了惊人的进步。
目前CCD应用技术已成为集光学、电子学、精密机械与计算机技术为一体的综合性技术，在现代光子学、光电检测技术和现代测试技术领域中成果累累，方兴未艾。
而CCD传感器无论是线阵还是面阵结构，其中都混杂有各种噪声或干扰成分，这极大地影响了CCD在高精度测量领域中的应用[1]。
因此降低噪声成为改善成像系统的一个首要任务。
相应的，如何精确地简便地测出CCD的噪声也变得极为重要。
2 CCD传感器的国内外研究现状目前，CCD 图像传感器的生产主要集中在日本的索尼、东芝、松下、滨松、夏普、三洋、富士、奥林巴斯、NEC、加拿大的达尔萨和美国的柯达等公司。
当前各CCD 生产厂商和数码相机、摄像机厂商之间像素和照片质量的竞争, 实质是缩小像素面积的竞争。
自1987年以来，CCD图像传感器的像素面积以每年20%的速度缩小，目前像素面积已经小于错误!未找到引用源。
从目前CCD技术的发展趋势来看，CCD将向高分辨力、高速度、微型化、多光谱、紫外、X射线、红外等方向发展。
近几年，数码相机和微型摄像机的发展过程中，CCD和CMOS 图像传感器相互竞争。
光学成像技术的发展现状与前景展望
光学成像技术的发展现状与前景展望自光学成像技术诞生以来，随着科技的快速发展，它的应用范围也在不断拓展。
如今，光学成像技术已被广泛应用于医学、工业、军事等领域，发挥着重要的作用。
本文将探讨光学成像技术的现状和未来发展方向。
一、光学成像技术的现状1.可见光成像技术可见光成像技术是最常见也是最成熟的一种光学成像技术，它是通过物体反射、散射、透过的光线形成的图像进行成像的。
这种技术被广泛应用于数码相机、智能手机、监控等领域，其中传感器技术和后处理算法是该技术的两大关键因素。
2.红外成像技术红外成像技术是指利用物体辐射出的红外光信号进行成像的技术。
相比于可见光成像技术，红外成像技术在深度、极端环境以及隐蔽目标探测方面有着更强的应用优势。
红外成像技术被广泛应用于夜视、安防监控、医学、军事等领域，其发展前景广阔。
3.超分辨率成像技术超分辨率成像技术是指通过算法将低分辨率图像转换为高分辨率图像的一种技术。
它在图像处理、机器视觉等领域有着广泛的应用，对于航空、军事等领域的设备也有着较高的需求。
二、光学成像技术的未来发展方向1.深度学习和人工智能随着深度学习和人工智能的快速发展，它们已经逐渐融入到了光学成像技术中。
利用深度学习和人工智能算法处理图像数据，可以获得更加精准、高效的成像效果。
在未来，随着人工智能算法的不断优化和完善，这种技术将更加广泛地应用于医学、机器视觉、安防等领域。
2.超材料和纳米技术超材料和纳米技术的发展为光学成像技术的发展提供了新的突破口。
通过超材料和纳米技术的应用，可以进一步实现光学成像技术的超分辨率、高效率、高精度、高分辨率等方向的发展。
这种技术在生物医学、电子信息、光纤通信等领域具有较为广阔的应用前景。
3.光子学光子学是指利用光子进行信息传输和图像处理的一种技术。
通过光子学技术，可以实现高速度、高精度、高效率的图像处理和数据传输。
未来，该技术在通信、医学成像、遥感等诸多领域都有较大的发展空间。
面阵CCD航空相机的自动对焦技术研究
ｌｎ ｌ ｂ ｏｒｓｏ ｄｎ ｌ ｄｕｔｄ ａ ｔｍａｉ ｍｅ ｓｒｍｅ ｔｏ ｅ ｏ ｊｃ ｉｔ ｃ ｄ ｃ ｍｅａ ｅ ｓ ｗｉ ｅ ｃ ｒ ｐ ｎ ｉｇｙ ａｊｓ ｕｏ ｔ ａｕｅ ｎ ｆ ｔ ｂｅ ｔｄｓ ｎ ｅ ａ ａ ｒ ｌ ｅ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ
ａ ｔ ｍ ａ ｃ ｆ ｃ ｓｎｇ ａ ｅ ｃ ｒｉ ｄ ｏ ｔｂｙ ｍｅ ｎ ｆｔ ｅ ｉ ｇ ｄｇ ｈａ ａ ｔｒｓｉ ｓａ ｈｉ ｖ ｄ ｂｙ ｐｌ ａ ｒ ａ ｕ ｏ ｔ ｏ ｕ ｉ ｒ ａ ｒｅ ｕ ａ ｓ ｏ ｈ ｍａ ｅ ｅ ｅ ｃ ｒ ｃｅ ｔｃ ｃ ｅ ｅ ａ ｒ ａ ｒ ｙ ｉ ｉ ｎ ＣＣＤ ｈ ｏ ｇｈ ｗａ ｅ ｅ ａ ｓ ｏ ｎｄ ＣＣＤ ｎ ｅ ｓ ｃ ｏｎｒ ｎ ｎｄ ｎｇｐｒｎｃｐｌ ． ｔｒ ｕ ｖ ｌ ｔ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｔ ｍ ｉ ｔ ｒ ｅ ｔ ａ ｇｅｆ ｉ ｉ ｉ ｅ ｉ ｉ
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实现 目标距 离 自动测 量 和 相机 自动 对 焦 。
关键词 ：航 空相机； 面阵 Ｃ Ｄ 自动对 焦： Ｃ； 交汇测量 ；小波变换
中图分 类 号 ：Ｖ２５６ ４． 文 献标 识 码 ：Ａ
Ｓ ｕ ｙｏ ｔ ｍ ａｉ ｃ ｉ ｇＴ ｃ ｉ ｕ ｓ ｄ ｏ ｔ ｄ ｎ Ａｕ ｏ ｔｃＦｏ ｕｓｎ ｅ ｈｎ ｑ ｅＢａ ｅ ｎ Ｐｌ ｎ ｒＡｒ ａ ａ ａ ｒ ｙ ＣＣＤ ｏ ｒ ａ ｍ ｅ ａ ｆ ｒＡｅ ｉ ｌ Ｃａ ｒ
面阵CCD数字航测相机高精度成像技术的研究的开题报告
面阵CCD数字航测相机高精度成像技术的研究的开题报告一、选题的背景和意义数字航测相机是一种通过数字化技术获取空中图像的设备。
随着数字化、信息化和网络化的发展，数字航测相机技术已经成为最为先进的测绘工具之一。
其中，面阵CCD数字航测相机具有机械结构简单、成像速度快、精度高等优点，因此被广泛应用于遥感、地球物理、测量等领域。
面阵CCD数字航测相机高精度成像技术的研究，能够有效提高数字航测相机的成像精度，为真实地表信息的提取提供更加准确的数据支持。
此外，面阵CCD数字航测相机高精度成像技术的研究对于数字航测相机行业的发展以及我国数字化制造产业的发展具有重要的推进作用。
二、项目的研究内容和方法（一）研究内容1. 面阵CCD数字相机成像原理的研究与分析；2. 实现面阵CCD数字相机的高精度成像技术，并对其进行理论分析和实验仿真；3. 面阵CCD数字相机成像质量评估方法的研究和建立。
（二）研究方法1. 通过文献调研和实验分析，建立面阵CCD数字相机的成像原理，理论分析面阵CCD数字相机的成像精度；2. 实验室仿真，针对面阵CCD数字相机的实际应用情况，对其进行高精度成像的技术探究，分析实验数据，建立理论模型；3. 建立面阵CCD数字相机成像质量评价指标，分析成像质量因素，优化成像质量。
三、预期成果及应用价值预期成果1.完整面阵CCD数字相机成像原理及成像质量评估模型，模型可作为该类数字相机进一步研究的基础；2.针对面阵CCD数字相机进行高精度成像探究，完成高精度成像算法模型，并与市面上的低精度模型进行比较和验证，增强该类数字相机的成像精度；3.完成实验室仿真与实验数据分析，邮件验证高精度成像技术的可行性和可靠性。
应用价值1.为数字航测相机行业的发展带来了新的技术成果，尤其对于面阵CCD数字相机应用领域的提升有重要意义；2.进一步强化我国数字化制造的技术基础，为制造业结构调整和高质量发展提供技术支撑；3.提高真实地表信息获取的准确度，为实现精准测绘、资源环境监测、城市规划、公共安全等领域的应用提供支持。
高分辨率成像技术
高分辨率成像技术近年来，高分辨率成像技术的发展已经为人们的生产、生活和科研带来了极大的便利和帮助。
以前在诸多领域的瓶颈问题，现在也可以通过高分辨率成像技术来得到一定的解决和完美。
本文就从高分辨率成像技术的发展历程、应用场景和未来发展方向这些方面对高分辨率成像技术做一简要的介绍。
一、高分辨率成像技术的发展历程高分辨率成像技术是多个学科交叉融合的产物，发展历程可以追溯到20世纪初。
以遥感技术为例，自从1960年美国创建首个卫星——TIROS-1，遥感技术就开始逐渐成熟，进而涌现出了包括SPOT、Landsat、EO-1等一批具有重大影响的高分辨率成像技术。
此外，Yuzuru Takashima等人在1985年首次提出的共焦点激光雷达 (Confocal laser scanning microscopy，CLSM）是高分辨率成像技术中的代表。
CLSM在显微镜领域中，通过单个像素的点加一次反馈扫描，减少了这种本征杂散光对测量精度和空间分辨率的干扰，大幅度提高了显微镜图像建设的质量和进行量化分析的能力。
尽管正在使用的共焦点激光雷达已经得到有效改进, 但仍有很多人在通过CLSM成像来了解微观器件或生物体的潜在机制。
目前, 在一个简单的手持相机中，可见光图像采用使成像所需分辨率达到数百万像素的CMOS图像传感器,这一领域的技术也得到了长足的发展。
相比传统的工艺, 采用硅晶精细加工技术的CMOS图像传感器, 提高了成像质量和性能, 进一步拉开了数字成像质量和高分辨率成像技术的距离。
同时，利用多种传感器技术，比如以磁性场为基础的磁共振成像（MRI）、触觉（Tactile Sensing）传感器、激光散斑成像法等，也对高分辨率成像技术发展产生了积极的推动作用。
二、高分辨率成像技术的应用场景高分辨率成像技术广泛应用在遥感、医学、生物、数码相机、展示等众多领域。
以下仅就其中几个应用场景做一简要介绍。
1. 遥感遥感技术利用卫星、飞机等平台收集地面数据，通过专业的软件处理提取出有用的信息。
数字摄影测量的发展与展望
数字摄影测量的发展与展望数字摄影测量是将数字摄影技术应用于实现三维空间数据采集、模型构建和空间分析的一种技术方法。
随着数字摄影技术的不断发展和完善，数字摄影测量技术也得到了迅速发展。
本文将探讨数字摄影测量技术的发展现状和未来发展趋势。
发展现状数字摄影测量起源于20世纪90年代，起初主要是用于建筑测量和工厂设备管理等领域。
随着数字摄影技术的不断发展和提高，数字摄影测量技术应用领域不断拓展，例如：陆地测绘、水下测量、航空摄影测量等领域。
数字摄影测量技术的发展，主要集中在以下几方面：（1）设备技术不断创新：数字相机、激光扫描仪、无人机等设备的出现和不断提高，使得数字摄影测量能够实现更高精度、更大范围的测量。
（2）算法技术不断进步：数字摄影测量的算法不断创新，例如基于多视图几何约束的三维重建算法、分层网格法、多尺度分析算法等等，提高了测量精度和效率。
（3）应用领域不断扩展：数字摄影测量技术的应用范围不断扩展，如城市规划、工厂设计、地形测绘、文物保护等等领域，为经济社会的发展提供了有力的支撑。
未来展望数字摄影测量技术在未来的发展趋势有以下几个方向：（1）高精度化：数字摄影测量技术将致力于进一步提高精度，满足更高精度的数据采集和模型构建。
（2）智能化：数字摄影测量技术将不断引入人工智能技术，实现现场数据采集、处理与建模的自动化，提高数据处理效率和质量。
（3）大数据化：数字摄影测量技术将引入大数据技术，实现对大规模数据的处理和分析，用于城市规划、安全检测、交通管理等领域。
总之，数字摄影测量技术的发展具有广泛的应用前景，将为人们的生产和生活带来巨大的改变。
航空摄影测量新技术的应用与发展
航空摄影测量新技术的应用与发展随着社会的不断发展和现实生活的需求扩大，航空摄影技术被广泛应用于复杂地形、国家边界和城市测绘的实践中。
当前，航空设计测量新技术不断涌现，将该行业推向了一个新的发展阶段，传统的测绘技术正在不断向数字化的方向不断转变，尤其是LIDAR激光检测高扫描系统、IMU/DGPS技术、数字航摄仪等测量摄影新技术的出现，极大改善了丰富了航空摄影行业的技术层面。
本文针对当前的新技术的应用和发展做出了综合分析，希望对于当前的新技术的运用和发展提供一定的视觉角度。
标签：DMC IMU/DGPS LIDAR激光测高扫描系统0前言航空摄影测量技术，简而言之就是在高空通过摄影光束的相互交汇来确定被检测地面的位点的一种测量技术，三个角度的元素和三个线的元素是这项技术确定投影光束的外位元素[1]。
随着社会的不断发展和进步，当前的很多城镇、土地的测量数据和资料和实际数据存在较大的差异，这都给城市规划和土地的利用带来了极大的不便。
采取更为精准的航空摄影技术来获取更给精确的地面测量数据已经成为了当前城市发展的迫切需求。
航空摄影技术的发展虽然历史较早，但是实践中大规模运用于现实城市测绘是近些年来才实现的事情。
目前主要运用于大比例尺的航测中[2]，但是目前由于该技术的运用经验积累实践还不足，再加上航拍技术上的固有的一些短板，因此依然存在有一些预期之外的难题和不足之处需要解决。
因此一些新的技术便应运而生。
以解决实际中不断遇到的各种难题和瓶颈。
1DMC数字航空测量仪DMC数字航空测量仪是一种高精密度的高分辨率数码相机设备。
其是由4个多波段的传感器和4个全色的传感器所构成，通过全色传感器配件，DMC数值航空测量仪可以拍摄到地面的近红外、绿色、红色和蓝色等数据[3]。
而通过多波段的传感器配件，则可以将收集到的图像相互重叠成一个7680×13824的镶嵌型的图像。
完全可以满足实际航测过程中高分辨率的需求，不管是小比例尺还是大比例尺的航测操作，都能够简单满足。
提高TDICCD相机成像质量的研究
Ｒ 一 （ ｆ） 厶／ ａ （） １
辨 力 线 阵 Ｃ Ｄ， 别 是 时 间 延 迟 积 分 ＴＤＩ Ｃ Ｃ 特 Ｃ Ｄ
（ ｉ ｅ Ｔ ｍ Ｄｅｌ ｙ ｎｄ ｎｔ ｇ ａ ｉ Ｃｈａ ｇｅ ａ ａ Ｉ ｅ ｒ ｔｏｎ ｒ Ｃ ｏｕ ｅ ｐｌ ｄ
Ｄ ｖｃｓ 取 代 胶 片 ， 为 数 字 航 空 侦 察 和 测 量 的 ｅ ｉｅ ） 作 探 测 器 。 由于 采 用 ＴＤＩ Ｃ 图像 传感 器 的航 空 Ｃ Ｄ 相 机 摄 影 时 对 某 一 个 日标 可 进 行 多 次 曝 光 ， 使
（ 军 航 空 工 程 学 院 青 岛 分 院 ３ ３室 ． 东 青 岛 ２ ６ ４ ） 海 ０ 山 ６ Ｏ １
摘 要 ：根 据 Ｆ ） ＣＣＩ ＩＩ ）器 件 的 特 点 ， 析 了 光 学 系 统 、 几 尺 寸 对 图 像 分 辨 力 的 影 分 像 响 ， 究 ＿ 器 件 噪 声 、 高 比 雨Ｊ ） 研 ， 速 曝 控 制 对 像 质 的 影 响 。 刚 相 火 双 采 样 技 术 、 高 比 采 速 自 动 引 入 和 自 动 曝 光 技 术 ， 高 了 Ｉ ） ＣＣＩ 提 ＇Ｉ Ｉ ）朴ｊ 的 成 像 质 量 。 机 关 键 词 ：ＴＤＩ ＣＣＤ 相 机 ； 像 质 ； 辨 ； 高 比 ； 鼍 分 速 曝
我国ccd发展现状及未来趋势分析
我国ccd发展现状及未来趋势分析随着科技的进步和社会经济的发展，CCD（电荷耦合器件）技术在我国得到了广泛应用，并取得了一系列重要的成果。
CCD作为一种能够转换光信号为电信号的图像传感器，已经在摄影、监控、医学成像、天文观测等领域发挥着重要作用。
本文将对我国CCD发展的现状进行综述，并展望未来的发展趋势。
首先，我们来回顾我国CCD技术的发展历程。
上世纪80年代末，我国开始进行CCD技术的研究，但起初在核心技术方面还存在较大差距。
然而，经过几十年的不断努力，我国CCD技术逐渐迎头赶上，并取得了一系列重要的突破。
目前，我国已经具备了完整的CCD产业链，从CCD芯片设计、制造到相机模组集成都有较为成熟的供应链。
其次，我们来分析我国CCD技术的发展现状。
目前，我国的CCD技术已经具备了很高的成熟度和竞争力。
各大科研机构和高校在CCD技术方面进行了大量的研究和创新，随着技术的不断进步，我国的CCD芯片性能也在不断提高。
最近几年，我国的CCD芯片在量子效率、暗电流、动态范围等方面达到了国际先进水平。
此外，我国的CCD产业链也非常完善，产品定位明确，应用领域广泛。
然而，我们也需要看到我国CCD技术面临的挑战。
首先，CCD技术的应用领域日益扩大，对CCD芯片的性能要求也越来越高。
因此，如何进一步提高CCD芯片的性能，增强其在高清摄像、远程监控、医学成像等领域的应用能力，是我国CCD技术发展的一个重要课题。
此外，CCD技术还面临着CMOS图像传感器技术的竞争，CMOS传感器在成本和功耗方面具有优势，因此如何在竞争中占据优势地位也是需要思考的问题。
接下来，为了探讨我国CCD技术的未来趋势，我们可以从以下几个方面进行展望。
首先，随着智能手机、无人驾驶和虚拟现实等领域的快速发展，对图像传感器的需求将进一步增加。
我国的CCD技术可以继续在高端的专业应用领域取得突破，比如高动态范围摄影和特殊光谱成像。
其次，我国可以加大对CCD技术的研究和创新力度，关注核心技术的突破。
高速摄像机的图像传感器的现状及发展趋势
图像传感器作为一种基础器件，因能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，并能给出直观、真实、层次多、内容丰富的可视图像信息，在现代社会中得到了越来越广泛地应用。
20世纪60年代以前，摄像是用各种电子束摄像管来实现，60年代后期，各种固态图像传感器得到了迅速的发展。
固态图像传感器主要分为两类：一类是电荷耦合式图像传感器（CCDS），它从70年代开始就一直在图像传感领域占据支配地位，如今在市场上依然保持着优势；另一类是CMOS图像传感器，虽在60年代就出现，但因其性能差，像素面积相对较大而没有被当时的市场所接受。
从90年代初开始，亚微米CMOS工艺的实用性、CMOS制造工艺的成熟和低噪声有源像素传感新概念的出现，都促成了现今高性能CMOS图像传感器的迅速发展。
在未来的电子消费市场里，人们需要的是一种高分辨率、高速、低功耗、低成本、小型化和高集成数字式的图像系统，而CCDS存在一些自身技术无法克服的缺点，因此，尚未成熟但更有发展空间的CMOS图像传感器设计日益得到人们的重视。
固态图像传感器是指将布设在半导体衬底上许多能实现光－电信号转换的小单元，用所控制的时钟脉冲实现读取的一类功能器件。
感光小单元简称为“像元”或“像点”。
它们本身在空间和电气上是彼此独立的。
固态图像传感器具有体积小、重量轻、解析度高、功耗低和可低电压驱动等优点，目前已广泛应用于电视、图像处理、测量、自动控制和机器人等领域。
图2.1是光导摄像管与固态图像传感器的基本原理的比较。
如图2.1（a）所示，当入射光信号照射到摄像管中间电极表面时，其上将产生与各点照射光量成比例的电位分布。
若用电子束扫描中间电极，负载R 上便会产生变化的放电电流。
由于光量不同而使负载电流发生变化，这就是所需的输出电信号。
而图2.1（ｂ）所示的固态图像传感器的输出信号的产生，不需外加扫描电子束，它可以直接由自扫描半导体衬底上诸像素而获得。
输出电信号与像素的位置对应，因而，再生图像失真度极小。
航空照相机的光电技术
航空照相机的光电技术随着科技的快速发展，航空照相机在现代航空领域具有极为重要的地位。
航空照相机的光电技术是其核心之一，它能够在高空中获取高分辨率的图像，为许多领域的研究和应用提供了重要的数据支持。
本文将介绍航空照相机的光电技术的原理、发展以及应用。
首先，我们先了解一下航空照相机的光电技术是如何工作的。
航空照相机的光电技术主要包括光学传感器和图像处理器两个部分。
光学传感器是航空照相机中最核心的部分，它能够将来自目标物体的光信号转换为电信号。
常见的光学传感器有CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器。
这两种传感器在原理上有些许不同，但都能够实现图像的捕捉。
CCD传感器采用电荷耦合技术，将入射光线转化为电荷，并经过逐行读出和模数转换，最终形成数字图像。
相较于CMOS传感器，CCD传感器具有更高的灵敏度和动态范围，适用于对图像质量要求较高的航空摄影任务。
而CMOS传感器则具有更低的功耗和价格，适用于体积较小、成本较低的航空照相机。
除了光学传感器，航空照相机的光电技术还包括图像处理器。
图像处理器负责将光学传感器采集到的数据进行处理，包括去噪、增强和压缩等。
在航空摄影中，图像处理器的性能直接影响到图像的质量和航空照相机的工作效率。
随着处理器的不断升级，航空照相机的图像处理能力也在不断提高，使得我们能够获取更加清晰、详细的图像数据。
航空照相机的光电技术在现代航空领域有着广泛的应用。
首先，航空照相机在地理测绘和地理信息系统中发挥着重要作用。
航空照相机能够捕捉到地表的高分辨率图像，通过对这些图像的处理和分析，我们可以获取到地理信息的各种参数，如地表高度、地貌特征等，为地质勘探、城市规划等提供有力的支持。
其次，航空照相机的光电技术在军事侦察和情报收集中也扮演着重要角色。
航空照相机能够从高空拍摄到敌方地区的图像，并通过图像处理技术进行分析和解读。
这些图像数据可以为军事指挥决策提供重要的情报支持，帮助军方对敌方目标进行监视和分析。
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｃ ａ ｌ ｎ ｅ ｒ ａ； ｈ ｉ ｓ ｈ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ； ＣＣ Ｂ； ｏ ｐ ｔ ｏ — ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ
径、 视场及波 段 的要 求 ， 相 机 的 光学 系统 可 采用折 射 式、 折反射式和反射式 等 多种形式 。 折射系统校正 二级光 谱是 一项 重要 的工 作 ， 一般 采用有特殊色散 的光学材料如 Ｃ ａ Ｆ ２晶体 、 Ｆ Ｋ玻璃等 ， 但该种有特殊色散 的光学材料 的折射率温度系数为负 值且很大 ， 环 境 温度 变化 引起 的像 面 位移 是很 大 的。
挥重要 的作用 。航空相机因其机动性好 、 时效 性高、 目
的性强 、 相对投入较 低等 优点 而成为 获取地 面信息 的
年代 ， 英 国在第一次世界 大 战期 问 已有 一种 Ｃ型侦察 相机使用在 Ｂ Ｅ ２ Ｃ侦察机 上 ， 美 国在 １ ９ ２ ２年生产 出了
名为 ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｃ ａ ｍ ｅ ｒ ａ的胶片相机 ， 但 大规模研制生 产胶 片
径 １ ： １ ０ 、 视场角 ３ 。 ， 有可见光 和近红外两个波段 ， 重量
应的补偿技术来保证高分辨率成像是其关键性问题。
２ ． １ 光学 系统 当成像器 件 Ｃ Ｃ Ｄ的大小确定后 ， 光学 系统 就决 定 了航空相机的性 能、 体 积和重 量等 。为了获得高分 辨 率图像就要求光学 系统焦 距很 长 ， 但 由于受到 口径 的
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ａ ｎ ｅ ｗ ｌ ｙ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｃ Ｃ Ｄ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｌ ｄ ｗｉ ｄ ｅ
这是第一代机械 Ｃ Ｃ Ｄ侦察相机 ， 特点是用线阵 Ｃ Ｃ Ｄ器
件和推扫方式工作 。
２ ０ 世纪 ８ ０年 代 后 期 ， Ｉ Ｔ Ｅ Ｋ公 司又 生产 了 Ｅ ｓ一 ２ ５ ０轻型 Ｃ Ｃ Ｄ相机 ， 代表 了当时机 载 Ｃ Ｃ Ｄ相机 的发展 水平。它采用 全反式 光 学 系统 和 １ ０ ０ ０ ０像 元 的时 间
中图分 类号 ：Ｖ ４ ４ ５ ． ８ ；Ｔ Ｈ ７ ４ ５
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ １— ６ ３ ７ Ｘ（ ２ ０ ０ ９） ４— ０ ０ ０ ０ ７— ０ ４
Ｃｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎｔ ｏ ｎ
作者简 介： 程晓薇（ １ ９ ７ ３ 一） ， 女， 陕西西安人 ， 讲师 ， 主要从事精密 光
电仪器研究。Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｓ ａ ｎ ｍ ａ ｏ ０ ９ ２ ３ ＠ｙ ａ ｈ ｏ ｏ ． ａ ｎ
８
电
光
与
控
制
第 １ ６ 卷
延迟积分 Ｃ Ｃ Ｄ （ Ｔ Ｄ Ｉ Ｃ Ｃ Ｄ） 器件 ， 焦距 ２ ５ ４ ０ ｍ ｍ、 相对孔
表１ Ｃ Ａ一２ ９ ５相机的主要参数
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｍａ ｊ Ｏ ｒ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｃ Ａ－ － ２ ９ ５ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ
为减小温度环境和 气压 对像 面位移 的影 响 ， 如果用普 通玻璃校正二级光谱 ， 其相对色 散很接 近 ， 为消 除高级 像差 ， 光学 系统 的结 构必然 复 杂 ， 重量增 加。另外 ， 折
限制 ， 相对 孔径一般不允许很大 ， 这主要是因为航空技
１ ２ ６ ｋ ｇ ， 在斜距 １ ０ ０ ｋ ｍ时， 地面像 元 分辨力 理论 值为 ０ ． ５ ｍ， 这是 第 ２代 机 载 Ｃ Ｃ Ｄ侦 察 相机 ， 特 点 是 采用
Ｔ Ｄ Ｉ Ｃ Ｃ Ｄ器件和推扫 工作方 式。 第 ３代航空侦察相 机则 是光 电分 幅相机 ， 其 中有 代表性 的是 Ｒ Ｏ Ｉ 公司研制的第 ３代 Ｃ Ｃ Ｄ航空相机 ， 经
主要途径之 一 ， 在地形 测绘 、 土 地和森林 资源调 查、 铁
相机是第一次世界大战之后 。 而Ｃ Ｃ Ｄ航空 相 机 的发 展 则要 追溯 到 ２ ０世 纪 ７ ０
年代 中期 ， Ｉ Ｔ Ｅ Ｋ公司把胶片 型 Ｋ Ａ一１ ０ ２ Ａ相机 改装 成 Ｃ Ｃ Ｄ和胶片两用 相机 ， 型号 为 Ｋ Ａ一１ ０ ２ Ａ ／ Ｅ Ｏ ， 它的光 学系统为折 射式 ， 焦距 １ ６ ８ ０ ｎ ｌ ｌ ｎ ， 相对孔径 １ ： ４ ， 视场
０ 引 言
航 空相机 是装载在 飞机 上 以拍摄 地表景 物来
获取地 面 目标 的光学仪器 。随着航空技术 日新 月异 的
机理， 并采取相应的补偿措施和技术提高成像质量。
１ 国外航 空相机发展 现状
胶 片式航空相机发 展最早可 以追溯到 ２ ０世纪 ３ ０
发展 ， 航空相机 已经在航空遥感 、 测量和侦察等领 域发
程晓薇 ， 车 英， 薛常喜
（ 长春理工大学光电工程学 院 ， 长春
摘
１ ３ ０ ０ ２ ２ ）
要 ：介绍 了国外最新航 空 Ｃ Ｃ Ｄ相机 的发展状 况。根 据世 界航 空 Ｃ Ｃ Ｄ相机 的发展 概况 ， 全 面分析 了高分辨率航
空Ｃ Ｃ Ｄ相机 的各 关键技 术； 就像 移补偿 、 振 动控 制、 自动调焦技术 、 光学 系统 以及 图像数据 采集等 问题进行 详尽 的阐 述， 并研 究 了各 关键技 术 实现 途径 ； 最后指 出了航 空 Ｃ Ｃ Ｄ侦察相机未来的发展 趋势和方 向。 关键词 ：航 空相机 ；高分辨 率 ；Ｃ Ｃ Ｄ；光 电成像
何消除各种因素对像质的影响 ， 获得高分辨力的图像， 就需要深入研究这些因素对航空相机成像质量的影响
收稿 日期 ： ２ ０ ０ ８— ０ ３— ２ ５ 修 回日期： ２ ０ ０ ８— ０ ４－ ３ ０
为１ ３ ｍ ， 在斜距 ５ ８ ｋ ｍ时， 而像元分辨力为 ０ ． ４ ５ ｍ 。
ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ Ｃ Ｄ ｃ ａ ｍ ｅ ｒ ａ ， ｔ ｌ ｌ ｅ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｃ Ｃ Ｄ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ
历了 Ｃ Ａ一２ ６ ０， Ｃ Ａ一２ ６ １ ， Ｃ Ａ一２ ６ ５， Ｃ Ａ一２ ７ ０， Ｃ Ａ一２ ９ ５
术对体积和重量的特 殊要 求 ， 其 体积 和重量 的减 少就
意味着飞行速度、 飞行时间 的增加 。根据焦距 、 相对孔
等几个不 同系列 。其 中 Ｃ Ａ一 ２ ９ ５— Ｒｅ ｓ ｏ ｌ ｕｔ ｉ ｏ ｎ Ａｅ ｒ ｉ ａ ｌ ＣＣＤ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ａｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎｅ Ｃａ ｍｅ ｒ ａ
Ｃ ＨＥ ＮＧ Ｘｉ ａ ｏ ｗｅ ｉ ， Ｃ ＨＥ Ｙｉ ｎ ｇ ， ＸＵＥ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｐ ｔ ｏ ． Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
视相机 ， 它是美 国现役侦察相机 中较高档 的类型 ， 也是
世界上最先进 的航空相机 。可 以红外和可见光双 波段 同时或分别拍 照。它采用 了先 进 的数 字信 号处理 、 稳 像和长焦距倾斜控制技术 。表 １为该相 机 的主要技术
参数 ， 图１ 为Ｃ Ａ一 ２ ９ ５相机外形 ， 图 ２为相机的可见光 光学系统 图。
射 系统对气压变化也相 当敏感 。因此折射式 系统 比较
适合孔径 比较小 ， 视场 比较 大 ， 波段 比较 窄的系统。图
３为某航 空相 机折射 系统图。
图 ３ 折射系统
Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｒｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
折反射式系统优点光焦度几乎 由反射面产生 ， 而反
小， 一般在 ２ 。 以内， 像差有时得不 到很好的校正 ， 因此可 将次镜和校正组 中的某 片透镜采 用非球面来适 当增大
视场和校正高级像差 。图４为卡塞格林系统结构 。
射面不产生色差 ， 因此二 级光谱很小 ； 而且 反射 面前后 均为空气 ， 因此 气压变化 反射镜对像 面位移无影响 ， 而
图１ Ｃ Ａ一２ ９ ５相 机
Ｆ ｉ ｇ． １ ＣＡ 一２ ９ ５￣ ａ ｒ ｔ ｌ ｅ ｒ ａ
折射元件 的光焦度很小 ， 所以折反系统对环境气压变化 不敏感 ； 折反系统的结构也 比折射系统简单得多。缺点 是有 中 心 遮 拦 ， 会 损 失 能 量 和 降 低 调 制 传 递 函数 （ Ｍ Ｔ Ｆ ） 。常用的折反式系统为卡塞格林 系统 ， 视场 比较
路和公路建设以及军事侦察等诸多领域得到了广泛的
应用。
航 空成像质量 是航空 相机 最关键 的性 能指标 ， 受
光学系统形 式 制 约 的同 时 ， 还 受 温度 、 压力、 像移、 振
动、 飞行姿态 和 Ｃ Ｃ Ｄ器件等多种 复杂 因素 的影响 。如
角３ ． ９ 。 ， 用 ５片 Ｃ Ｃ Ｄ， 每 片有 １ ７ ２ ８个像元 ， 像元尺 寸
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｉ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ａ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｉ ｓ