综合孔径动态成像研究

论文摘要

本文阐述了光学综合孔径的基本理论并对动态跟踪成像时的若干关键问题进行了研究。分辨率是评价空间光学观测能力的重要技术指标,分辨率的提高意味着光学系统口径的增大,但系统口径的增大受材料、重量、成本和有效载荷舱体体积等诸多因素的限制。利用综合孔径成像是解决上述问题的有效方法,本文把综合孔径和精密跟踪转台结合,应用于星载空间,实现对运动目标平稳跟踪。主要研究内容如下:1.对综合孔径成像系统的基本理论进行了阐述。介绍了综合孔径系统成像技术的基本原理及其干涉成像技术的三个关键技术、综合孔径成像技术的特征指标及评价系统成像质量的关键参数:点扩散函数PSF和调制传递函数MTF。2.对综合孔径成像系统的成像结果仿真对综合孔径的子镜排列进行详细研究。分析了几种简单的典型综合孔径结构,通过计算机仿真分析比较它们的成像评价参数。重点介绍了Golay3结构,并对Golay3结构应用于空间探测系统时的成像参数进行仿真分析。3.初步建立了空间探测系统的模型根据探测的预期需要,把综合孔径成像系统和光电跟踪转台结合,提出的两者结合的初步模型。4.对动态跟踪成像进行了分析综合孔径高分辨率成像的关键在于对各个子镜成像时能够形成有效的干涉条纹,才能从干涉条纹中提取图像的有效信息,进行图像恢复。本文主要分析了系统随机抖动时波面倾斜对干涉条纹的影响及随机抖动对成像干涉条纹主瓣的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 综合孔径系统和跟踪转台结合的意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文主要研究内容、目的及意义
• 第二章 光学综合孔径成像系统基本理论
• 2.1 综合孔径成像系统的基本概念和结构形式
• 2.2 综合孔径成像的理论研究
• 2.2.1 光的相干性
• 2.2.2 综合孔径成像的范西特—泽尼克定理
• 2.3 综合孔径系统成像的关键技术
• 2.3.1 图像重构技术
• 2.3.2 综合孔径的相位技术
• 2.3.3 UV覆盖技术
• 2.4 综合孔径系统成像质量的评价函数PSF和MTF
• 2.5 综合孔径系统的特征指标
• 2.6 信号强度与填充因子的关系
• 2.7 本章小结
• 第三章 综合孔径阵列的研究
• 3.1 孔径结构设计的基本原理
• 3.1.1 孔径阵列的排列方式
• 3.1.2 一维子孔径阵列调制传递函数讨论
• 3.2 综合孔径成像系统的结构选择
• 3.3 综合孔径的系统选择分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 空间高分辨率动态成像系统的建模及仿真
• 4.1 综合孔径成像系统的数学建模
• 4.2 综合孔径空间探测系统虚拟样机结构
• 4.2.1 空间分辨率系统的探测环境分析
• 4.2.2 探测系统结构的选择和搭建
• 4.3 综合孔径成像系统静态成像图像
• 4.4 跟踪相对运动对综合孔径系统扩散函数的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结
• 5.1 本论总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢