梅强 曹学强 张博文 吕秋风 张泽敏

空间光学相机焦面拼接热变形对图像配准影响

梅强 曹学强 张博文 吕秋风 张泽敏

（北京空间机电研究所，北京 100094）

空间相机广泛采用光学拼接方式扩大幅宽。拼接组件的热变形对探测器图像的配准造成影响。文章通过对空间光学相机拼接组件的光机热分析和试验，得出拼接组件热稳定性对光学拼接焦面图像配准的影响，为空间相机的设计优化提供了依据。文章选择空间相机入轨初期的开始成像时刻和成像12min结束时刻两个工况进行仿真分析和成像试验，发现由于温度分布的变化，拼接组件热变形导致成像开始时刻不同探测器间图像发生约3个像元的错行误差，并在成像结束时刻减小至约2个像元。试验结果表明，拼接组件热稳定性对光学拼接焦面图像配准有显著影响，在空间相机的设计过程中应考虑该因素。

热变形 图像配准 光学拼接 航天遥感

0 引言

为了提高遥感卫星一次成像的覆盖范围，缩短对同一区域的重访周期，遥感卫星不仅需要具备敏捷机动能力，作为有效载荷空间相机的幅宽也要满足较高的要求，通常达到10km以上。空间相机焦面所需的探测器阵列长度也相应较长，远超出单片探测器长度。因此，大多数空间相机的焦面是由多片探测器拼接而成的[1-2]。常见的拼接方法有机械拼接[3-4]、视场拼接[5]、光学拼接[6-7]等。不同的拼接方法各有特点，对拼接结构的设计要求也不同。

光学拼接是利用光学方法，将成像光学系统的视场分割到不同的空间位置，用多块焦面接收；……