[发明专利]一种镜间分光焦平面拼接超大面阵航测相机

说明书

技术领域

本发明属于航空遥感摄影测量技术领域，特别涉及一种镜间分光焦平面拼接超大面阵航测相机。

背景技术

航空遥感在测绘中主要被用来测绘地形图、制作正射影像图和经专业判读后编绘各种专题图、修补和修编地形图和地图、更新GIS数据库、制作数字地图，掌握土地资源使用现状、预测发展趋势。同时，航空遥感成像在农林业遥感、资源普查、环境监测、灾害评估等领域具有广泛的应用。

与侦察相机不同，航测相机对图像的几何精度要求较高，对分辨率的要求相对较低，目前国际上比较著名的航测相机主要有Leica的ADS40/80、Intergraph的DMC系列、Microsoft Vexcel的UltraCam系列，以及VisionMap的A3相机。与国外航测相机相比，我国的航测相机技术水平还比较落后，高端航测相机主要是进口的国外的ADS、DMC、UltraCam和A3等。

对于航测相机，为了提高作业效率，采用的焦平面一般都很大，由于单个大面阵难以制作，目前只有DMC II采用了单个超大面阵CCD，最大分辨率为17k×14k，由于我国芯片技术的限制，CCD主要依靠进口，单个大面阵CCD无法获取，只能采用拼接的方式实现大面阵成像。目前的拼接方式主要是内视场拼接和外视场拼接。发明专利【200910092383.9】提出了一种通过棱镜分光实现2×3或者2×2的拼接模式，可以应用于航天遥感领域，发明专利【201110099328.X】提出了一种通过反射式四棱锥分光实现4片CCD的拼接方式，但是CCD的接边由于棱镜切割光线会产出渐晕现象，拼缝处图像质量严重下降，另外，采用棱镜分光，对光学系统的后截距要求较长，为了提高照度的均匀性和拼接效果，通常需要采用远心光路，极大地增加了光学系统的设计难度，同时大大增加了光学系统的体积和重量，当焦平面较大时采用四棱锥分光，四棱锥的体积将会非常大，加工、装调、测试等非常难，可靠性差。

国外的航测相机都是采用外视场拼接的方式，DMC一代全色波段采用4个倾斜放置的镜头成“碗”状排列，通过4个视场角较好的镜头实现较大视场拼接，因此DCM一代不是严格的中心投影，存在明显的系统误差。UltraCam全色波段采用4个镜头顺序排列，所有镜头都垂直向下，采用延时曝光的方式实现准单中心投影，因此，UltraCam对相机延时要求控制很高，很容易产生漏拍，由于飞机姿态变化和延时控制的不准确，很难实现单中心投影，因此UltraCam实际上也是多中心投影方式。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供一种镜间分光焦平面拼接超大面阵航测相机，可以有效解决数字航测相机幅面较小、分辨率较低的问题，消除视场内拼接带来的渐晕问题，解决全色波段多CCD同步问题。

本发明的技术方案是：一种镜间分光焦平面拼接超大面阵航测相机，包括全色相机模块和彩色相机模块，全色相机模块对全色目标进行成像，彩色相机模块对彩色目标进行成像；全色相机模块包括第一全色镜头和第二全色镜头；第一全色镜头包括第一镜头组件、快门组件、第一分光棱镜、第二镜头组件、第三镜头组件、第一焦平面组件、第二焦平面组件；光线进入用于消减色差的第一镜头组件汇聚后，经过快门组件到达第一分光棱镜，经第一分光棱镜分束后，其中一束光线经过第二透镜组件后成像于第一焦平面组件上，另一束光线经过第三透镜组件后成像于第二焦平面组件上；第二全色镜头包括第四镜头组件、快门组件、第二分光棱镜、第五镜头组件、第六镜头组件、第三焦平面组件、第四焦平面组件；光线进入用于消减色差的第四镜头组件汇聚后，经过快门组件到达第二分光棱镜，经第二分光棱镜分束后，其中一束光线经过第五透镜组件后成像于第三焦平面组件上，另一束光线经过第六透镜组件后成像于第四焦平面组件上；所述的快门组件包括两个缝隙式快门和一个驱动机构，驱动机构通过对缝隙式快门的控制实现对第一全色镜头和第二全色镜头的通断进行同步控制；所述的第一焦平面组件、第二焦平面组件、第三焦平面组件、第四焦平面组件均采用×阵列排布的成像像面，上述每组焦平面组件中包括有结构对称的若干片CCD，用于显示待测目标的一部分图像，四组焦平面组件上共片CCD经过叠加拼接后，使×阵列排布的成像像面上显示出完整的目标图像；彩色相机模块包括RGB真彩色镜头相机和CIR假彩色镜头相机。

所述的第一镜头组件和第四镜头组件均采用两片负透镜和两片正透镜组合的方式；上述正透镜、负透镜沿光线入射方向的排列顺序依次为两个负透镜和两个正透镜。