[发明专利]一种多通道一体化主被动复合测绘相机系统

说明书

本发明一种多通道一体化主被动复合测绘相机系统，采用激光指向调整组件、第一导光组件、激光指向记录探测器、综合分析控制组件，保证激光接收与激光发射的高精度匹配，有利于提高激光回波的探测效率，有利于实现可见光与激光的良好匹配和联合平差；采用共同基准光源、第二导光组件、第三导光组件、相机视轴指向记录探测器、星敏视轴指向记录探测器、综合分析控制组件，实现星敏感器与多通道一体化相机之间高精度视轴指向关联，进而提高多通道一体化相机的视轴确定精度。通过上述方法，可以提高主被动复合测绘相机的立体测绘精度。本发明可用于多通道一体化主被动复合测绘相机的方案设计与工程应用。

技术领域

本发明涉及一种多通道一体化主被动复合测绘相机系统，是一种可以同时实现高分辨率可见光影像、高精度立体信息等多维度信息综合获取的空间光学遥感系统，属于空间光学遥感领域。

背景技术

传统的测绘相机多采用两线阵或三线阵测绘体制，通过不同角度的多台相机获取不同视角的影像对，实现高精度立体测绘。随着卫星平台性能不断提升，高分辨率大比例尺测绘相机普遍采用单线阵成像体制，通过卫星敏捷机动，利用单台相机实现不同视角的影像对获取，实现高精度立体测绘。

然而，由于受到星敏感器测姿误差、GPS定轨误差、平台姿态稳定性引入误差、星敏感器与相机视轴指向关联误差、时间同步误差、相机自身几何误差等多种误差影响，测绘相机的定位精度受到较大影响，难以满足高精度立体测绘要求。仿真分析表明，测绘相机实现高程精度指标的难度较大，星敏感器与相机视轴指向关联误差是影响立体测绘精度的主要误差源之一。因此，需要对测绘相机进行优化升级，增加一些辅助功能，实现高性能复合测绘，提高系统的测绘精度。复合测绘相机与传统的测绘相机相比，增加了高精度激光测高仪及激光高精度收发匹配功能，通过联合平差，提高测绘精度；增加了高精度视轴指向关联功能，大幅提高星敏感器与相机视轴指向关联精度，进一步提高测绘精度。

目前，高分辨率大比例尺测绘相机对卫星平台的定姿定轨精度等提出了极高的要求，目前国内的卫星平台难以实现。因此，传统的测绘相机具有较大的局限性，主要在于：

1)传统的测绘相机，通常不具备激光测高仪，对卫星平台的定姿定轨精度提出了很高的要求，因此，现有平台难以满足1:5000及更大比例尺测绘精度要求；

2)虽然少数测绘相机配置激光测高仪，但其激光测高仪作为独立载荷存在，未与高分辨率大比例尺测绘相机进行一体化设计，因此整个相机系统规模较大，测绘相机与激光测高仪之间的关联精度较差，难以满足高精度立体测绘要求；

3)虽然测绘相机普遍配置了高精度星敏感器，用于卫星精确定姿，然而由于在轨力热环境不断变化，星敏感器与测绘相机之间的视轴指向不断发生随机变化，而且难以在轨标定，星敏感器与测绘相机之间的视轴指向关联误差严重影响了测绘精度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种多通道一体化主被动复合测绘相机系统，有效解决了星敏感器与测绘相机之间视轴指向关联精度较低的难题。通过上述方法，实现了可见光与激光的一体化获取、激光接收与激光发射的高精度匹配、星敏感器与测绘相机之间高精度视轴指向关联，提高复合测绘相机的测绘精度。

本发明的技术解决方案是：一种多通道一体化主被动复合测绘相机系统，包括：多通道一体化相机、激光发射器、星敏感器、公共基准光源、第一导光组件、第二导光组件、第三导光组件、激光指向调整组件、激光指向记录探测器、相机视轴指向记录探测器、星敏视轴指向记录探测器、综合分析控制模块；

激光发射器发射N束激光，通过激光指向调整组件后，一部分光被第一导光组件导向多通道一体化相机，并到达激光指向记录探测器，经过综合分析控制模块处理分析后，得出激光接收与激光发射之间的相对指向关系，并驱动激光指向调整组件进行激光指向调整，保证发射激光能够被多通道一体化相机的激光接收通道充分接收；N为正整数；