刘丽伟，赵子君，朱绪康，许 倩

(长春工业大学计算机科学与工程学院，吉林 长春 130012)

1 引言

随着航空航天光学仪器分辨力的提高，高空或空间热环境的温度变化会引起图像发生偏移，对光学系统成像质量造成的影响已经不容忽视。温度变化对相机光学系统的影响主要和三个方面有关:第一，光学材料的折射率会随温度的变化而改变，此现象致使光学系统的焦距、主点位置以及畸变系数发生变化;第二，温度的变化会导致光学系统不同组件(如探测器靶面、镜头、支撑结构等)的膨胀或收缩，从而改变镜头的厚度、曲率半径和表面形状，进而导致焦距、主点位置的变化；第三，由于镜筒材料的热膨胀和冷收缩，光学元件之间的间距会发生变化[1，2]。因此，在光学系统的设计中，降低温度变化的影响是十分必要的，尤其是对于精度要求较高的光学系统。

对于此问题的研究起源于上世纪40年代，J.W.Perry等人研究了均匀温度变化对光学系统成像质量的影响[3]。随后有一些研究人员通过有限元分析的方法讨论了温度变化对光学系统材料特性、结构形变以及像面位移等问题进行了分析[4，5]。由于这些研究目的是为无热化技术[6]提供理论支撑，虽然无热化成像技术可以有效地提高成像质量，但不能完全消除温度变化对光学系统参数的影响。因此缺少对于基于几何光学参数温变模型的研究，目前该领域的研究仍然较少，缺少成熟的理论模型。

Podbreznik等人提出一种简单的模型，用于消除由特定温度条件引起的测量误差[7]。……