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遥感探测原理
遥感探测原理是利用卫星、飞机等载体搭载的传感器，通过无线电波、光学、红外辐射等电磁波与地物相互作用的方式，获取地球表面及大气层的信息。
遥感探测原理主要有以下几个方面：
1. 电磁波辐射原理：不同物质对电磁波有不同的吸收、辐射和反射特性。
遥感传感器发射电磁波，通过接收目标物体辐射出的电磁波，来推测目标物体的特性。
2. 多光谱遥感原理：利用多个波段的光谱信息来获取物体的特性。
不同波段的电磁波在不同的物质上有不同的反射或吸收特性，通过分析不同波段的信息可以推测出地物的组成、状况等。
3. 红外热辐射原理：物体具有热辐射特性，红外辐射可以反映物体的温度。
通过测量物体发出的红外辐射，可以判断物体的热力学特性、表面温度等。
4. 合成孔径雷达(SAR)原理：利用雷达原理，通过发射和接收
微波信号，测量目标物体与雷达信号的相互作用，从而获取目标物体的地形、形状特征。
5. 全球定位系统(GPS)原理：利用一组卫星系统，通过接收卫
星发射的信号，测量接收点与卫星之间的距离，从而确定接收点的位置。
通过以上原理，遥感技术可以获取地球表面各种特征的信息，
如地貌、植被、土壤、水体等，并将这些信息用于地质、环境、气象、农业等领域的研究和应用。
常见遥感卫星及传感器介绍在现代遥感技术中，有许多不同类型的卫星和传感器，用于收集地球表面的图像和数据。
以下是一些常见的遥感卫星和传感器的介绍。
1. Landsat系列卫星：Landsat系列卫星是最早实现陆地遥感的系列卫星，由美国国家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）合作运作。
Landsat卫星使用多光谱传感器，可以提供高分辨率的图像，用于监测陆地覆盖变化和环境监测等应用。
2.NOAA系列卫星：美国国家海洋和大气管理局（NOAA）运营的卫星系统，主要用于气象预报和海洋监测。
NOAA卫星携带多种传感器，包括红外线和微波辐射计，用于监测大气温度、云层、气溶胶、海洋温度等气象和海洋参数。
3. Sentinel系列卫星：欧洲空间局（ESA）运营的Sentinel系列卫星是欧洲自主研发的卫星系统，用于实现全球环境和气候监测。
Sentinel卫星搭载了多种传感器，包括雷达和多光谱仪等，可以提供高分辨率和全球覆盖的地表图像。
4. MODIS传感器：MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）传感器是NASA的一个重要遥感工具，搭载在Terra和Aqua卫星上。
该传感器可以提供多光谱图像，用于监测全球气候变化、植被生长和陆地表面特征等。
5. AVHRR传感器：AVHRR（Advanced Very High Resolution Radiometer）传感器是美国国家气象局（NWS）和NOAA联合研发的传感器，主要用于气候和海洋监测。
AVHRR传感器可以提供地表温度、云层、海洋色彩等信息。
6. Hyperion传感器：Hyperion是美国地质调查局（USGS）运作的一种高光谱传感器，搭载在Landsat卫星上。
该传感器可以提供高光谱图像，用于监测地表物质的组成和特征。
7. SAR传感器：SAR（Synthetic Aperture Radar）传感器可以通过雷达波束发射和接收来获取地表反射率数据。
遥感传感器是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分。
遥感器通常由收集器、探测器、信号处理和输出设备四部分组成。
收集器由透射镜、反射镜或天线等构成；探测器指测量电磁波性质和强度的元器件；典型的信号处理器是负荷电阻和放大器；输出包括影像胶片、扫描图、磁带记录和波谱曲线等。
根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。
遥感传感器根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。
摄影机主要用于可见光波段范围。
红外扫描器、多谱段扫描器除了可见光波段外，还可记录近紫外、红外波段的信息。
雷达则用于微波波段。
遥感器(Remote Sensor)也称传感器、探测器，是远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的磁仪器，通常安装在不同类型和不同高度的遥感平台上。
按遥感器本身是否带有电磁波发射源可分为主动式(有源)遥感器和被动式(无源)遥感器两类。
主动式的遥感器向目标物发射电子微波，然后收集目标物反射回来的电磁波的遥感器，目前，在主动式遥感器中，主要使用激光和微波做为辐射源；被动式的是一种收集日太阳光的反射及目标，自身辐射的电磁波的遥感器，它们工作在紫外，可见光，红外，微波等波段，目前，这种传感器占太空遥感器的绝大多数。
按遥感器记录数据的不同形式，它又可分成像遥感器和非成像遥感器，前者可以获得地表的二维图像；后者不产生二维图像。
在成像传感器中又可分细分为摄影式成像遥感器(相机)和扫描式成像遥感器，相机是最古老和常用的遥感器，具有信息贮存量大，空间分辩率高、几何保真度好和易于进行纠正处理。
空间扫描方式和物空间扫描方式两种。
前一种方式的代表是电视报像机,后一种方式的代表是光机扫描仪。
推帚式扫描仪(固体扫描仪,也叫CCD摄影机)是两种方式的混合，即在行进的重直方向上是图像平面扫描,在行进方向上是目标平面扫描。
从可见光到红外区的光学领域的遥感器统称光学遥感器，微波领域的传感器统称微波遥感器。
地表物质的组成及为复杂多样，要充分探测它的各方面特性，最理想的办法无疑是全波段探测，因为单一波段的探测只能反映某几个方面特性，常常遗失掉可能是主要的信息内容，不能反映出目标的全貌，对以后的目标识别造成困难等等，但全波段探测需要的设备太多太复杂在实践中未必可能，也不一定必要，目前的做法是采用若干个典型的波段，对同一个目标同时进行探测的信息量可以充分了解它的特性，而又不表示设备太庞大太复杂，这就是所谓多光谱遥感技术，这是当前遥感器的主要工作方式之一,多波段摄影相机或扫描仪,无论是装在遥感飞机上或是人造卫星上，都能获的光谱分辩率较高，信息量丰安全检查的图像和数据。
遥感传感器的组成嘿，朋友们！今天咱来聊聊遥感传感器的组成，这可真是个有趣又神奇的玩意儿呢！遥感传感器就像是我们观察地球这个大舞台的超级眼睛。
它主要由几个关键部分组成，就好像一场精彩演出需要不同角色相互配合一样。
首先就是探测器啦，这可是核心中的核心呀！它就像一个超级敏锐的小侦探，能精准地捕捉到各种电磁波信号。
你说神奇不神奇？没有它，遥感可就玩不转啦！它就如同我们的眼睛，能看到那些我们肉眼看不到的东西，是不是很厉害？还有光学系统呢，这就好比是给探测器配上了一副合适的眼镜，让它能看得更清楚、更准确。
它能把那些电磁波整理得有条不紊，让探测器更好地发挥作用。
信号处理系统也不能少呀！它就像是一个聪明的大脑，把探测器收集来的各种信息进行整理、分析，然后变成我们能理解的数据。
没有它，那些杂乱无章的信号可就没啥用咯！另外，遥感传感器还有很多其他的小部件呢，就像一场精彩演出里的那些配角们，虽然不起眼，但也都有着自己独特的作用。
比如说电源系统，没有电，这一切不都白搭啦？还有各种支撑结构，就像舞台的架子一样，把整个传感器稳稳地支撑起来。
你想想看，要是没有这些组成部分，遥感传感器还能正常工作吗？那肯定不行呀！就好比一辆汽车，少了轮子或者发动机，还能跑得起来吗？遥感传感器的这些组成部分相互协作，就像是一个默契十足的团队，共同为我们揭开地球的神秘面纱。
它们能让我们看到遥远的地方，了解到地球的各种信息，这是多么了不起的事情呀！朋友们，遥感传感器的组成是不是很有意思呢？它们就像是一个个小小的魔法盒子，打开后就能给我们带来无尽的惊喜和发现。
我们真应该好好珍惜这些神奇的科技成果，让它们为我们的生活带来更多的便利和美好。
所以说呀，遥感传感器的组成真的是太重要啦！我们可不能小瞧了它们哟！。
国际上主要遥感传感器参数1、法国SPOT卫星法国SPOT-4卫星轨道参数：轨道高度：832公里轨道倾角：98.721o轨道周期：101.469分/圈重复周期：369圈/26天降交点时间：上午10：30分扫描带宽度：60 公里两侧侧视：+/-27o 扫描带宽：950公里波谱范围：多光谱XI B1 0.50 – 0.59um20米分辨率B2 0.61 – 0.68umB3 0.78 – 0.89umSWIR 1.58 – 1.75um全色P10米B2 0.61 – 0.68umSPOT是世界上首先具有立体成像能力的遥感卫星，其侧视功能具有很强的实用性和很大的应用潜力，但SPOT系统前几颗卫星设计的不同轨迹立体观察存在着未曾想到的问题，由垂直观察转向侧视时，反光镜旋转引起卫星姿态的变化和不稳定，造成立体对的精度很不稳定。
2、ERS卫星ERS-1、ERS-2 欧空局分别于1991年和1995年发射。
携带有多种有效载荷，包括侧视合成孔径雷达（SAR）和风向散射计等装置），由于ERS-1（2）采用了先进的微波遥感技术来获取全天候与全天时的图象，比起传统的光学遥感图象有着独特的优点。
卫星参数：椭圆形太阳同步轨道轨道高度：780公里半长轴：7153.135公里轨道倾角：98.52o飞行周期：100.465分钟每天运行轨道数：14 -1/3降交点的当地太阳时：10：30空间分辨率：方位方向<30米距离方向<26.3米幅宽：100公里3、日本JERS-1卫星JERS-1日本宇宙开发事业团于1992年发射。
用于国土调查、农林渔业、环境保护、灾害监测。
负载全天候、高分辨率的主动微波成像传感器——合成孔径雷达(SAR)和高分辨率的多光谱辐射仪——光学传感器(OPS)。
卫星参数：太阳同步轨道赤道上空高度：568.023公里半长轴：6946.165公里轨道倾角：97.662o周期：96.146分钟轨道重复周期：44天经过降交点的当地时间：10：30-11：00空间分辨率：方位方向18米距离方向18米幅宽：75公里4、RADARSAT-2RADARSAT-2具有3米高分辨率成像能力，多种极化方式使用户选择更为灵活，根据指令进行左右视切换获取图像缩短了卫星的重访周期，增加了立体数据的获取能力。
第四章遥感传感器§4.0 概述遥感传感器是获取遥感数据的关键设备，由于设计和获取数据的特点不同，传感器的种类也就繁多，就其基本结构原理来看，目前遥感中使用的传感器大体上可分为如下一些类型：（1）摄影类型的传感器；（2）扫描成像类型的传感器；（3）雷达成像类型的传感器；（4）非图像类型的传感器。
无论哪种类型遥感传感器，它们都由如图4-1所示的基本部分组成：图4-1遥感传感器的一般结构1、收集器：收集地物辐射来的能量。
具体的元件如透镜组、反射镜组、天线等。
2、探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。
具体的无器件如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件、共振腔谐振器等。
3、处理器：对收集的信号进行处理。
如显影、定影、信号放大、变换、校正和编码等。
具体的处理器类型有摄影处理装置和电子处理装置。
4、输出器：输出获取的数据。
输出器类型有扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、XY彩色喷笔记录仪等等。
§4.1扫描成像类传感器扫描成像类型的传感器是逐点逐行地以时序方式获取二维图像，有两种主要的形式，一是对物面扫描的成像仪，它的特点是对地面直接扫描成像，这类仪器如红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪、自旋和步进式成像仪及多频段频谱仪等；二是瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像，这类仪器有线阵列CCD推扫式成像仪，电视摄像机等。
4.1.1 对物面扫描的成像仪一、红外扫描仪（一）红外扫描仪一种典型的机载红外扫描仪的结构如图3-2所示。
它由本节前言中所叙述的几个部件组成。
具体结构元件有一个旋转扫描镜，一个反射镜系统，一个探测器，一个制冷设备，一个电子处理装置和一个输出装置。
旋转扫描镜的作用是实现对地面横越航线方向的扫描，并将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组。
反射镜组的作用是将地面辐射来的电磁波聚焦在探测器上。
探测器则是将辐射能转变成电能。
探测器通常做成一个很小面积的点元，有的小到几个微米。
1从评价遥感数据常用的4个分辨率指标比较MSS,TM,ETM+MSS,TM,ETM+这三个传感器的各自的作用不一样，我们在使用的时候也有选择性。
如果要求空间分辨率高的级得使用ETM+，如果要求时间分辨率高的，三个传感器都差不了多少，除了MSS有18天，其他的都是16天。
如果要选择辐射分辨率高的传感器，可以选择适合的。
此外，三个的波段分辨率也不是全部相同，每个传感器有相应的波段范围，在巫妖的弊端范围内选择合适的传感器进行工作。
波段范围长，说明各波段的反射都能接受，面积小也能看清楚，而其他波段范围小，只能靠增大面积来增加分辨率，所以ETM+中的PAN在这方面比较好，在选择是可以利用这点优势。
从上面的表格中也很清楚的比较了三个传感器在四个分辨率的差别，但是也可以看出ETM+相对来说最好，但是也不一定，知识从整体上来说，还是得根据需要来选择适合的传感器。
2、有关BSQ通用栅格数据格式都会存储为二进制的字节流，通常它将以BSQ （按波段顺序：BSQ是最简单的存储格式，它将影像同一波段的数据逐行存储下来，再以相同的方式存储下一波段。
如果要获取影像单个波谱波段的空间点（X，Y）的信息，那么采用BSQ方式存储是最佳的选择）BSQ易于获取单波谱波段的单点信息。
遥感数据的通用格式用户从遥感卫星地面站获得的数据一般为通用二进制数据,外加一个说明性头文件.其中,generic binary数据主要包含三种数据类型:BSQ格式,BIP格式,BIL 格式. 1.BSQ (band sequential)数据格式BSQ是按波段顺序依次排列的数据格式. 数据排列遵循以下规律: 第一波段位居第一,第二波段位居第二, 第n波段位居第n位.在每个波段中,数据依据行号顺序依次排列,每一列内,数据按像素顺序排列。
遥感传感器是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分。
遥感器通常由收集器、探测器、信号处理和输出设备四部分组成。
收集器由透射镜、反射镜或天线等构成；探测器指测量电磁波性质和强度的元器件；典型的信号处理器是负荷电阻和放大器；输出包括影像胶片、扫描图、磁带记录和波谱曲线等。
根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。
遥感传感器根据不同工作的波段，适用的传感器是不一样的。
摄影机主要用于可见光波段范围。
红外扫描器、多谱段扫描器除了可见光波段外，还可记录近紫外、红外波段的信息。
雷达则用于微波波段。
遥感器(Remote Sensor)也称传感器、探测器，是远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的磁仪器，通常安装在不同类型和不同高度的遥感平台上。
按遥感器本身是否带有电磁波发射源可分为主动式(有源)遥感器和被动式(无源)遥感器两类。
主动式的遥感器向目标物发射电子微波，然后收集目标物反射回来的电磁波的遥感器，目前，在主动式遥感器中，主要使用激光和微波做为辐射源；被动式的是一种收集日太阳光的反射及目标，自身辐射的电磁波的遥感器，它们工作在紫外，可见光，红外，微波等波段，目前，这种传感器占太空遥感器的绝大多数。
按遥感器记录数据的不同形式，它又可分成像遥感器和非成像遥感器，前者可以获得地表的二维图像；后者不产生二维图像。
在成像传感器中又可分细分为摄影式成像遥感器(相机)和扫描式成像遥感器，相机是最古老和常用的遥感器，具有信息贮存量大，空间分辩率高、几何保真度好和易于进行纠正处理。
空间扫描方式和物空间扫描方式两种。
前一种方式的代表是电视报像机,后一种方式的代表是光机扫描仪。
推帚式扫描仪(固体扫描仪,也叫CCD摄影机)是两种方式的混合，即在行进的重直方向上是图像平面扫描,在行进方向上是目标平面扫描。
从可见光到红外区的光学领域的遥感器统称光学遥感器，微波领域的传感器统称微波遥感器。
地表物质的组成及为复杂多样，要充分探测它的各方面特性，最理想的办法无疑是全波段探测，因为单一波段的探测只能反映某几个方面特性，常常遗失掉可能是主要的信息内容，不能反映出目标的全貌，对以后的目标识别造成困难等等，但全波段探测需要的设备太多太复杂在实践中未必可能，也不一定必要，目前的做法是采用若干个典型的波段，对同一个目标同时进行探测的信息量可以充分了解它的特性，而又不表示设备太庞大太复杂，这就是所谓多光谱遥感技术，这是当前遥感器的主要工作方式之一,多波段摄影相机或扫描仪,无论是装在遥感飞机上或是人造卫星上，都能获的光谱分辩率较高，信息量丰安全检查的图像和数据。
传感器的组成无论哪一种传感器，它们基本是由收集系统、探测系统,信息转化系统和记录系统四部分组成。
(1)收集系统：遥感应用技术是建立在地物的电微波谱特性基础之上的，要收集地物的电磁波必须要有一种收集系统，该系统的功能在于把接收到的电磁波进行聚集，然后关往探测系统。
不同的遥感器使用的收集元件不同，最基本的收集元件是透镜、反射镜或天线。
对于多波段遥感，收信系统还包括按波段分波束的元件，一般采用各种散元个成分光之件，例如：滤光片、棱镜、光栅等。
(2)探测系统：遥感器中最重要的部分就是探测元件，它是真正接收地物电磁辐射的器件，常用的探测元件有感光胶片，光电敏感元件，固体敏感元件和波导等。
(3)信号转化系统：除了摄影照相机中的感胶片，电广从光辐射输入到光信号记录，无须信号转化之外，其它遥感器都有信号转化问题，光电敏感元件，固体敏感元件和波导等输出的都是电信号，从电信号转换到光信号必须有一个信号转化系统，这个转换系统可以直接进行电光转化，也可进行间接转换，先记录在磁带上，再经磁带加放，仍需经电光转换，输出光信号(4)记录系统：遥感器的最终目的是要把接收到的各种电磁波信息，用适当的方式输出，输出必须有一定的记录系统，遥感影像可以直接记录在摄影胶片等上，也可记录在磁带上等。
光学遥感器的特性光学遥感器所获取的信息中最重要的特性有三个，即光谱特性，辐射度量特性和几何特性，这些特性确定了光学遥感器的性能。
(1)光谱特性主要包括遥感器能够观测的电磁波的波长范围，各通道的中心波长等。
在照相胶片型的遥感器中，其光谱特性主要由所用的胶片的感光特性和能用滤光片的透射特性率决定；而在扫描型的遥感器中，则主要由所用的探测元件及分光元件的特性来决定。
(2)光学遥感器的辐射度量特性主要包括遥感器的探测精度（包括所测亮度的绝对精度和相对精度)、动态范围(可测量的最大信号与遥感器的可检测的最小信号之比)，信噪比(有意义的信号功率与噪声功率之比)等等，除些之外，还有把模拟信号转换为数字量时所产生的量化等级，量化噪声等。
(3)几何特性是用光学遥感器的获取的图像的一些几何学特征的物理量的描述的，主要指标有视场角，瞬时视场，波段间的配准等，视场角(FieldOf View-FOV)指遥感器能够感光的空间范围，也叫立体角，它与摄影机的视角扫描仪的扫描宽度意义相同；瞬时视场(IntantaneousField OfView-IFOV)是指探测系统在某一瞬时视场辐射列成像仪的总的辐射通量，而不管这个瞬时视场内有多少性质不同的目标。
也就是说，遥感器不能分辩出小于瞬时视场的目标。
因此，通常也把遥感器的瞬时视场称为它的“空间分辩率”，即遥感器所能分辨的最小目标的尺寸；波段面的配准用来衡量基准波段与其它波段的位置偏差。
典型传感器当前，航天遥感中扫描式主流传感器有两大类：光机扫描仪和扫帚式扫描仪。
(1)光机扫描仪：光机扫描仪是对地表的辐射分光后进行观测的机械扫描型辐射计，它把卫星的飞行方向与利用旋转镜式摆动镜对垂直飞行方向的扫描结合起来，从而收到二维信息。
这种遥感器基本由采光、分光、扫描、探测元件,参照信号等部分构成。
光机发描仪所搭载的平台有极轨卫星及飞机陆地卫星Landsat上的多光谱扫描仪(MSS)，专题成像仪(TM)及气象卫星上的甚高分辨率辐射计(AVHRR)都属这类遥感器。
这种机械扫描型辐射计与推帚式扫描仪相比具有扫描条带较宽，采光部分的视角小，波长间的位置偏差小，分辨率高等特点，但在信噪比方面劣于像面扫描方式的扫帚式扫描仪。
(2)扫帚式扫描仪：扫帚式扫描仪也叫刷式扫描仪，它采用线列或面阵探测器作为敏感元件，线列探测器在光学焦面上垂直于飞行方向作横向排列，当飞行器向前飞行完成纵向扫描时，排列的探测器就好象刷子扫地一样扫出一条带状轨迹，从而得到目标物的二维信息，光机扫描仪是利用旋转镜扫描，一个像元一个像元地进行采光，而扫帚式扫描仪是通过光学系统一次获得一条线的图像，然后由多个固体光电转换元件进行电扫描。
推帚式扫描仪代表了新一代遥感器的扫描方式，人造卫星上携带的推帚式扫描仪由于没有光机扫描那样的机械运动部分，所以结构上可靠性高，因此在各种先进的遥感器中均获得应用，但是由于使用了多个感光元件把光同时转换成电信号，所以当感光元件之间存在灵敏度差时,往往产生带状噪声，线性阵列遥感器多使用电荷偶合器件CCD，它被用于SPOT卫星上的高分辨率遥感器HRV,日本的MOS-1卫星上的可见光－红外辐射计MESSR等上。
基于CMOS图像传感器的纳型卫星遥感系统设计时间：2009-09-15 09:50:32 来源：电子设计信息网作者：尤政于世洁林杨纳型卫星是指质量在1～10kg 之间的卫星。
与微型卫星相比, 纳型卫星对遥感系统在质量、体积、功耗等方面的要求更加苛刻。
目前广泛用于微型卫星遥感系统的电荷耦合器件CCD很难满足纳型卫星的使用要求。
CMOS图像传感器采用标准的CMOS 技术, 继承了CMOS 技术的优点, 如静态功耗低、动态功耗与工作频率成比例、噪声容限大、抗干扰能力强、特别适合于噪声环境恶劣条件下工作、工作速度较快、只需要单一工作电源等。
虽然CMOS 器件的研究还未完全成熟, 如电离环境下暗电流稍大等问题还没有很好地解决,还不能完全取代CCD, 但不可否认CMOS 器件将是未来遥感传感器的发展方向。
本文设计了一套纳型卫星CMOS 遥感系统, 并对其进行了热循环实验研究。
1纳型卫星遥感系统的设计1. 1遥感系统总体设计纳星遥感系统如图1 所示, 包括镜头、CMOS图像传感器、现场可编程门阵列FPGA、静态随机存储器SRAM 和微控制器5 部分。
图1纳星遥感系统框图1. 2光学系统设计1) 焦距设计遥感相机光学系统的原理如图2 所示。
图中用一个透镜代表实际光学系统的透镜组, 示意了视场中地面景物的最小可分辨单元在成像面上产生一个相应的点。
对于卫星遥感相机的光学系统, 因为成像物距等于卫星轨道高度h, 相对于焦距f 来说可认为是无穷远, 所以可认为光线都是近轴的平行光。
这些近轴平行光通过光学系统的透镜组后, 汇聚在透镜组的焦平面上。
因此, 从透镜组中心到焦点的距离, 焦距将大体上决定聚光系统的长度, 而光学系统的理论分辨率则主要由光学孔径D决定。
图2光学系统原理图在实际设计中, 焦距通常是根据地面分辨率和图像传感器的大小通过下式来确定的:式中: h为卫星到地面的距离, r d为CMOS图像传感器探测面半径, R为相机成像覆盖半径。
2) 光学孔径设计为保证成像器件探测面获得足够的曝光量, 根据遥感光学系统的经验计算相机光学系统的光圈数:实际设计中, 一般取F≤4～5。
遥感相机光学系统可近似为望远镜系统, 其最小分辨角, 即望远镜分辨率, 可用刚好能分辨开的两物点对系统的张角θr 表示, 根据望远镜分辨率和Rayleigh 衍射判据有如下计算式:式中λ为中心波长。
光学系统在平坦地面上的理论分辨率为式中θt为地物中心对光学系统的张角。
设计中应综合考虑式(2) 和(4) 的结果, 选定的设计参数在保证遥感系统获得足够光照的情况下,要同时满足设计分辨率的要求。
1. 3电子系统设计考虑到星地相对运动速度, 每幅图像的曝光时间约为几毫秒, 故设计中采用现场可编程门阵列(FPGA ) 对CMOS 图像传感器进行时序控制, 并将输出的图像数据保存到SRAM 中。
当需要传输图像的时候, 由FPGA 将保存在SRAM 中的图像数据读出, 通过CAN总线传至星上数据处理系统。
1) 器件选型CMOS图像传感器按照像元电路可分为无源像素传感器(PPS) 和有源像素传感器(APS)。
目前国际上能够买到的分辨率达到106级以上的CMOS图像传感器并不多, 价格差异也很大, 设计中应根据CMOS 图像传感器的光学要求和市场状况综合选型。
为保证成像质量, 纳型卫星上宜选用CMOS 有源像素传感器。
FPGA根据实现技术机理的不同, 可分为反熔丝型、EPROM或EEPROM型、Flash型、SRAM 型等几种。
根据航天器件要求, FPGA 控制器件宜选择反熔丝型FPGA 产品。
