[发明专利]一种基于45度镜宽幅多元并扫成像的像旋校正方法

权利要求书

1.一种基于45度镜宽幅多元并扫成像的像旋校正方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

1)：建立无像旋图像坐标系，并在无像旋图像上任意选择某一点P，得到其在无像旋图像坐标系下的坐标；具体步骤如下：

1-1)：无像旋图像坐标系{O_N-X_NY_N}的建立是指0度无像旋图像坐标系的建立，即以45度扫描镜中心在星下点的投影为原点O_N，飞行方向为X_N轴，扫描方向为Y_N轴，建立坐标系；

1-2)：任意选择无像旋图像上某一点P，其坐标为P_N＝(x₁ y₁)，其中y₁＝j为通道中心偏离光轴的距离，x₁＝±N,±N-1,…,0，N为探测器的像元数；

2)：判断点P是否在探测器范围内，包括四种状态：点P在探测器范围内、点P在飞行方向超越探测器范围、点P在扫描方向超越探测器范围、点P在飞行方向和扫描方向均超越探测器范围；

首先判断点P是否在探测器范围内；之后根据步骤3-2)求解点P在探测器面坐标系下的坐标，即为原始像旋图像中对应的坐标，记探测器每元的扫描角度为S_a，瞬时视场角为V_a，45度扫描镜转动角为θ；具体步骤如下：

2-1)：点P在探测器范围内，则P点在一帧内的坐标为P_N′＝(x₂ y₂)，其中x₂＝x₁，y₂＝y₁+θ/S_a；

2-2)：点P在扫描方向超越探测器范围，位于θ-S_a或θ+S_a角度位置，重新建立坐标系，则P点的新坐标为P_N′＝(x₂ y₂)，其中x₂＝x₁+S_a/V_a或x₂＝x₁-S_a/V_a，y₂＝y₁；

2-3)：点P在飞行方向超越探测器范围，位于前或后一帧的θ角位置，重新建立坐标系，则P点的新坐标为P_N′＝(x₂ y₂)，其中x₂＝x₁，y₂＝y₁+D_f/D_p或y₂＝y₁-D_f/D_p，D_f为飞行方向一帧距离，D_p为一个像素代表的距离；

2-4)：点P在飞行方向和扫描方向均超越探测器范围，首先将像元中心坐标投影到地面，之后投影至前、后一帧的全景面上，重复步骤2-1)～步骤2-3)计算点P的新坐标；

3)：建立探测器面坐标系，根据步骤2)中图像点P的状态以及扫描镜旋转角度θ，计算图像点P在原始像旋图像中对应的图像坐标；具体步骤如下：

3-1)：探测器面坐标系{O_D-X_DY_D}的建立主要包括：首先，当45度扫描镜转动θ角时，对应于地面以探测器中心投影点为坐标原点O，飞行方向为X轴、扫描方向为Y轴建立坐标系{O-XY}；其次，在探测器面内，以探测器中心为原点O_D，X_C轴和Y_C轴分别平行于坐标系{O-XY}中的X轴和Y轴建立坐标系{O_D-X_CY_C}；最后，将坐标系{O_D-X_CY_C}绕探测器面的法向量旋转θ角得到的坐标系即为探测器面坐标系{O_D-X_DY_D}；

3-2)：点P在探测器面坐标系下的坐标，即为点P在原始像旋图像中对应的坐标P_D＝(x_Dy_D)：

x_D＝βsin(θ+θ′)，y_D＝βcos(θ+θ′)，

其中

4)：通过重采样获得像旋校正图像，无像旋图像每一列和行的坐标根据步骤3)计算出该像元在原始像旋图像中的具体位置，即得到无像旋图像坐标与原始像旋图像坐标之间的像素对应关系，之后通过重采样获得校正后的无像旋图像的灰度值，进而得到整幅原始像旋图像的校正图像。