[发明专利]一种光学遥感相机成像动态椭率的仿真方法

权利要求书

1.一种光学遥感相机成像动态椭率的仿真方法，其特征在于，所述仿真方法包括步骤：

步骤S1：在有限元分析软件中建立光学遥感相机及卫星平台的光机集成模型，并加载振动抑制后的高频时域载荷，通过有限元分析软件进行瞬态分析计算而获得各个采样时刻下光学系统的高频载荷的三轴残差、各个镜子的位移值和像面的位移值；

步骤S2：将所述的高频载荷的三轴残差与所述卫星平台工作所引起的低频载荷的三轴残差进行整合，获得全频段载荷作用下系统的三轴残差，将所述全频段载荷作用下系统的三轴残差作为精密稳像系统的扰动输入和光学系统各个采样时刻下的点扩散函数的第二输入条件；

步骤S3：建立光学遥感相机及卫星平台的刚柔耦合动力学模型，建立快摆镜及消像旋机构的控制模型，并将所述将刚柔耦合动力学模型和所述控制模型集成到仿真平台下，对整个精密稳像过程进行仿真，得到各个采样时刻下快摆镜工作的位移值；

步骤S4：将步骤S1中所述的各个镜子的位移值和像面的位移值与步骤S3中的快摆镜工作的位移值进行整合，获得光学系统各个采样时刻下的点扩散函数的第一输入条件；

步骤S5：采用光学软件建立光学遥感相机的光学模型，分析得到各个采样时刻下光学系统的点扩散函数；

步骤S6：将各个采样时刻下光学系统的点扩散函数进行线性叠加，并按照椭率计算公式计算获得光学遥感相机的动态椭率；

其中，步骤S5包括：采用CodeV软件建立光学遥感相机的光学模型，分析得到中心视场下各个采样时刻光学系统的点扩散函数、主光线照射在焦平面上的坐标、质心相对于主光线在焦平面上坐标的偏移量和焦平面增量；

步骤S6包括：

步骤S61：通过主光线照射在焦平面上的坐标、质心相对于主光线在焦平面上坐标的偏移量和焦平面增量确定所有点扩散函数矩阵中点的坐标；

步骤S62：按照公式1至公式3计算获得点扩散函数线性叠加后的质心所在的坐标：

F＝∫PSF(x,y)dxdy (公式1)

其中，表示质心所在的坐标，F表示点扩散函数的总能量，PSF(x,y)表示各个点的能量值；

步骤S63：以所述质心为圆心，以预设角度对应的弧长为半径画圆，所有圆形区域内的点按照椭率计算公式计算获得光学遥感相机的动态椭率，动态椭率计算公式的具体表达式如公式4至公式9所示：

其中，PSF(x,y)表示各个点的能量值，Q_xx、Q_yy和Q_xy表示点扩散函数的二阶矩，e₁表示第一椭率分量，e₂表示第二椭率分量，e表示动态椭率。

2.根据权利要求1所述的一种光学遥感相机成像动态椭率的仿真方法，其特征在于，所述卫星平台工作所引起的低频载荷的部件包括控制力矩陀螺、三浮陀螺和中继天线。

3.根据权利要求1所述的一种光学遥感相机成像动态椭率的仿真方法，其特征在于，所述快摆镜及消像旋机构的控制模型的建立过程为：计算快摆镜及消像旋机构的传递函数；根据所述传递函数幅频曲线建立快摆镜俯仰、偏摆与成像焦面绕中心旋转的控制模型。

4.根据权利要求1所述的一种光学遥感相机成像动态椭率的仿真方法，其特征在于，步骤S3中所述的仿真平台为Matlab Simulink软件平台。

5.根据权利要求4所述的一种光学遥感相机成像动态椭率的仿真方法，其特征在于，所述预设角度为0.5〞。