光機掃瞄器

光機掃瞄器

光機掃瞄器全稱光學機械掃瞄器,它是藉助於遙感平台沿飛行方向運動和遙感器本身光學機械橫向掃描達到地面覆蓋,得到地麵條帶圖像的成像裝置。

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組成原理

1、收集器  在航天遙感中常用透鏡系統或反射鏡系統作為光機掃瞄器收集地面電磁波輻射信息的器件。  2、分光器  光柵設計為使相鄰光柵的衍射光的相位差為某波長的整數倍,則光柵在某方向的衍射光均為該波長的光,形成不同波長的衍射光分布在不同方向的現像,這種分光元件叫衍射光柵。  分光濾光片:能從某一光束中透射或反射特定波長的元件。從分光功能可分為三種形式:長波通濾光片、短波通濾光片和帶通濾光片。  3、探測器  光激發載流子型探測器:利用光激發載流子原理製成的探測器。探測元件有光電二極體、光電電晶體、光電導管、線陣列感測器等。分為:  pc型—pc型元件是晶體結構,受到外來熱輻射時在晶體內產生電子-空穴對,其數量與熱輻射的強弱成正比關係。在外加電壓的作用下,電子向陽極、空穴向陰極移動而形成電流。  4、處理器  從探測器出來的低電平信號,需放大和限制頻寬。一般在探測器後面設定低噪聲的前置放大器來進行這項工作。  前置放大器隨電子元件不同,分為真空管、電晶體和積體電路三種形式。  前置放大器出來的視頻信號可輸往磁帶機,將模擬信號記錄在磁帶上。如果需將信號記錄在膠片上則需電光轉換;如果要求輸出信號為數字形式,則需模/數轉換。  5、輸出器  輸出器種類也很多,輸出形式主要有兩種:  膠片:經電光變換線路來調製發光器件,發光器件上的光信號強度與視頻信號強度一致。當膠片曝光時,數據就被記錄下來。

構成

光機掃瞄器主要由收集器、分光器、探測器、處理器、和輸出器等幾部分組成。

成像過程

光機掃瞄器的收集系統對空間形成一個很小的角度——瞬時視場角,在瞬時視場內的地物輻射能由旋轉稜鏡反射到反射鏡組,經其反射,聚焦在分光器上,經分光器分光後分別照射到相應的探測器上。  探測器將輻射能轉變為視頻信號——  ●顯像管顯示:經電子放大器放大和調整,在陰極射線管上顯示瞬時視場的地面影像;  ●膠片記錄:由視頻信號控制燈的明暗,經顯微鏡頭在底片曝光後記錄下來;  ●數據磁帶:視頻信號經模/數轉換器轉換,變成數字的電信號,經採樣、量化和編碼,變成數據流,傳送回地面記錄。  隨著稜鏡的旋轉,鏡面對地面橫越航線(垂直於飛行)方向掃視一次,地面物體依次成像,形成一條影像線被記錄下來。隨著平台向前移動,掃描旋轉稜鏡依次對地面掃描,形成一條條相互銜接的地面影像,最後形成連續的地麵條帶影像(區域信息)。  機械掃描成像使用的掃描系統多為拋物面聚焦系統—卡塞格倫光學系統,它將地物的電磁輻射聚焦到探測器。  光學掃描系統的瞬時視場角很小,掃描鏡只收集點的輻射能量,利用本身的旋轉或擺動形成一維線性掃描,加上平台移動,實現對地物平面掃描,達到收集區域地物電磁輻射的目的。

常見的掃瞄器

紅外掃瞄器:接受地物的紅外輻射能量,並把它傳給探測元件。  多光譜掃瞄器(mss):與紅外掃瞄器基本類似,其不同之處是,外加一個分光系統,把來自地物的電磁波信號,分成若干個不同的波段,同時用多個探測器同步記錄相應波段的信息。而紅外掃瞄器只在紅外波段工作。  專題製圖儀tm:專題製圖儀tm的成像原理與mss一致,與mss相比,空間解析度由80米提高到30米;探測波段由4個增加到7個。

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