[发明专利]大口径高分辨白天成像光学系统

说明书

大口径高分辨白天成像光学系统，涉及大口径高分辨成像探测领域，解决现有光学成像系统存在的对工作时间要求苛刻，白天无法成像，成像分辨力低以及无法机动布站等问题，包括位于同一光轴上的主光学系统、中继光学系统、倾斜校正光学系统和高分辨力力成像光学系统，目标光线首先经过主光学系统后，进入中继光学系统，然后通过分色镜进行光谱分光，反射短波红外波段，进入倾斜校正光学系统，进行白天目标的精密跟踪和大气倾斜校正；透射可见光近红外波段，分配给高分辨力成像光学系统，在白天对目标进行高分辨力成像。本发明系统能在白天的强光背景下对目标进行精密跟踪和高分辨力成像，实现了光学成像系统的全天时功能。

技术领域

本发明涉及大口径高分辨成像探测领域，具体涉及一种大口径高分辨白天成像光学系统。

背景技术

低轨空间目标高分辨率成像识别是低轨卫星等空间目标识别的直接有效手段。和红外波段相比，可见光成像系统在相同孔径下具有更好的分辨能力。然而，受天光及大气的影响，可见光、近红外高分辨率成像系统通常只能在晨昏、太阳和观测站相对位置比较好的情况下，通过自适应成像的方式补偿大气湍流的影响，获取目标的高分辨率图像信息。因此，高分辨成像无法在白天实现，观测时间小于4小时/天。

对于大部分太阳同步轨道卫星目标，一般白天过境，白天，天光背景强，尤其是太阳同步轨道卫星从太阳附近通过，自适应成像方式受波前探测器的限制，无法直接实现高分辨力成像。因此，需要提出新的技术手段和方法，实现白天对低轨空间目标高分辨力成像，最终达到空间目标全天时高分辨率成像的能力。

为了实现白天高分辨成像的目标，国内主要采取的技术是1m以上光学口径、杂散光抑制和幸运成像等；同时，从克服地球曲率、提高目标信噪比和可探测距离角度考虑，可采用车载方式，实现机动布站成像。

发明内容

本发明为解决现有光学成像系统存在的对工作时间要求苛刻，白天无法成像，成像分辨力低以及无法机动布站等问题。提供一种大口径高分辨白天成像光学系统。

大口径高分辨白天成像光学系统，包括主光学系统、中继光学系统、倾斜校正光学系统和双通道高分辨力成像光学系统；

所述中继光学系统包括平面反射镜B、准直透镜A、准直透镜B、平面反射镜C、分色镜；来自主光学系统第一像面的光束经平面反射镜B反射后，被准直透镜A和准直透镜B准直为平行光束，经平面反射镜C反射后由分色镜进行光谱分光，波段为900nm～1700nm的光束反射进入倾斜校正光学系统，波段为700nm～900nm的光束透射后经平面反射镜D反射，进入双通道高分辨力成像光学系统；

所述倾斜校正光学系统包括校正透镜A、校正透镜B和短波红外高速探测器；由中继光学系统反射的光束透过校正透镜A、校正透镜B，成像在短波红外高速探测器上；

所述双通道高分辨力成像光学系统包括平面反射镜D、成像透镜A、成像透镜B、平面反射镜E、平面反射镜F、平面反射镜G、平面反射镜H、分光镜、平面反射镜I、成像探测器A和成像探测器B，由倾斜校正光学系统进入的光束经平面反射镜D反射后，透过成像透镜A、成像透镜B，依次经平面反射镜E、平面反射镜F、平面反射镜G、平面反射镜H反射后，由分光镜进行能量分光，分别成像在成像探测器A和成像探测器B上。

本发明的有益效果：本发明针对白天光学成像图像模糊问题，采用精密跟踪、大气波前倾斜校正和双通道成像采集，实现对远距离目标高分辨的白天清晰成像。大口径高分辨白天成像光学系统属于国内首次发明，实现了机动式布站时，在白天对远距离目标高分辨力成像的要求。