李轶庭，王灵杰，张玉慧，刘铭鑫

（1.长春理工大学 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022；2.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室，吉林 长春 130033）

1 引言

地球静止轨道卫星成像光谱仪在气象观测、资源调查、环境监测等领域具有重大的应用价值。而覆盖可见光到长波红外的光谱仪器具有昼夜观测的技术优势[1]。地球静止轨道凝视型面阵成像光谱仪对其时间分辨率、空间分辨率和成像幅宽、遥感成像动态范围提出了更高的要求，以期获得更加丰富的目标层次及细节信息，以便对探测目标信息进行有效地获取及识别，由于卫星资源有限，大数据量会产生存储、传输及处理的困难。压缩感知技术以其先压缩再采样的特点，在现有信号传输水平下可以有效提高获取图像的效率，降低数据采集的压力。在此背景下，利用地球静止轨道平台可以长期驻留固定区域上空的特点[2-5]，结合压缩感知光谱成像技术，对宽谱段成像光学系统进行分析，并对其光学系统进行设计。

2 压缩感知光谱成像技术

将压缩感知理论应用于光谱成像技术中，可以实现对光谱图像信息的压缩采集，解决了卫星数据存储、传输、处理的问题，其原理如图1所示。待测光经过物镜成像于离散编码模板上，离散编码模板将得到的二维信息调制准直后，由色散元件色散为光谱带，会聚后，探测器获取经过压缩后的二维离散光谱混叠信息，通过优化解混后即可高概率获得原始光谱信息，压缩感知成像光谱技术获得的采样数据量远小于传统成像光谱技术的数据量，可将将卫星信号数据量降低两个数量级[6-8]。……