CCD数字航空相机高分辨力成像关键技术与发展
图像传感器的最新技术和发展趋势
图像传感器的最新技术和发展趋势关键字：图像传感器 CMOS不管是最新的手机还是大型天文望远镜，固态成像器件几乎能满足目前所有图像捕获的需求。
像素变小能使现有的VGA和数百万像素传感器尺寸减小，但是具有数千万像素的大型静态传感器更容易制造。
在最近几年中，基于CMOS技术的图像传感器已成为消费类产品的选用技术。
在分辨率为VGA到800万像素的成像器件中，它们比电荷耦合器件(CCD)传感器具有更高的成本和性能优势。
不过，在800万像素以上的市场中，CCD仍占绝对优势，因为CCD的噪声更低，灵敏度更高。
CCD传感器在工业和医疗应用中也占据着统治地位，因为这些领域追求的是高帧速率，而不是高分辨率。
芯片架构范围从数千像素的简单线性阵列到数百万像素阵列。
Fairchild Imaging、Fraunhofer-IMS、Hamamatsu、柯达和Saroff Labs都能提供满足这一市场需求的解决方案。
CMOS传感器利用CMOS技术的工艺扩展性能，以及图像处理器和模数转换器(ADC)等更强的集成逻辑功能，来实现一套完整的“片上相机”解决方案。
由于CMOS传感器的像素尺寸已经减小到每边小于3um，因此设计工程师可以在与上一代VGA传感器相同的芯片面积上，设计出更小的VGA分辨率传感器或具有数百万像素的传感器。
在800万像素以上的市场中，CCD仍占绝对优势，因为CCD的噪声更低，灵敏度更高。
另外，在未来几年中，汽车安全应用将开始消费数量巨大的低成本成像器件。
辅助照相机、驾驶员打瞌睡警报、安全气囊及其它应用都将利用图像数据，来更好地保护驾驶员。
光刻和像素设计的进一步发展将提供更好的可扩展性，使设计工程师能设计出具有更高分辨率的器件。
关键挑战在于在光源捕获面积缩小的同时保持像素单元的灵敏度。
此外，如果捕获到的光能量较低，则必须降低背景噪声，以有效保持足够的信噪比。
因此，工艺开发人员必须重点减少半导体材料中固有的热噪声和其它噪声源，以有效提高信噪比。
光学成像技术的发展与应用
光学成像技术的发展与应用自从人类掌握了制造光学设备的技术以来，光学成像技术就开始逐渐成熟。
随着科技的飞速发展，光学成像技术也在快速进步，其中包括光学测量、光学图像处理、数字成像、红外成像等技术的应用。
今天，我们将探讨它们的发展和应用。
1. 光学测量技术光学测量技术的应用范围非常广泛，包括机械加工、航空航天和生物医学等领域。
这种技术早期主要应用于工业领域，如钢铁、汽车制造等。
光学测量技术最大的优点在于它能够用非接触的方式对物体进行高精度的测量，不会对测试样品产生影响，适用于高精度测量。
随着以太网技术的普及，工业生产线上的光学传感器也越来越多地采用数字化方式。
大型成套仪器部分采用CNC数控处理的完全数字化系统，实现了线性、体积和角度三种测量。
这种技术已经被广泛应用于机械加工、汽车工业等领域。
2. 光学图像处理技术数字成像技术的发展，也推动了光学图像处理技术的飞速发展。
作为数字成像技术中一个重要的环节，光学图像处理技术可以使得照片变得更加清晰、更加美观，使得一个普通的照片变得更加出色。
基于数字图像处理技术的应用除了适用于普通照片的修改之外，还可以用于对肿瘤、医学影像的处理等领域。
通过采用数学方法进行数字图像处理，我们可以消除图像中的噪声，并提高图像的清晰度。
光学图像处理技术可以在品质较差、分辨率低的图像中，提取出能够带给人正面感受的信息，使照片更加的锐利和高精度。
3. 数字成像技术数字成像技术和光学图像处理技术不同，数字成像技术是通过光电元件实现成像的技术，适用于照相机、电视摄像机等各种成像设备。
随着数码相机等电子产品的不断普及，数字成像技术得到了飞速的发展。
全球总收入最高的消费电子产品之一就是数码相机。
数码相机的原理是将光通过镜头照射到电子元件上形成图像，这期间不需要底片，它们是直接由微处理器转化成图片的样子存储在内存卡中的。
这种技术不仅能够实现照片的数字化保存，而且还能够让我们在成像的同时进行样品的实时观测，便于筛选和实时掌握信息。
航空摄影测绘技术的历史发展与现状
航空摄影测绘技术的历史发展与现状在人类历史上，摄影测绘技术一直被广泛应用于地理勘测、军事侦察以及城市规划等领域。
它通过将地面上的景物通过摄影机转化为图像，并通过测量和解析这些图像中的信息，为我们提供了大量准确的地理空间数据。
航空摄影测绘技术作为摄影测绘技术的重要分支，起初是由无人机和航空器携带的相机完成的。
航空摄影测绘技术的起源可以追溯到19世纪末。
当时最早的航空摄影用途是用于地图制作。
商业航空摄影测绘公司相继成立，开始利用航空器进行地图制作和勘测。
然而，在当时的条件下，航空摄影测绘技术还受到了严重的限制。
相机对于光线的依赖性强，而当时的航空器没有稳定的飞行平台，导致拍摄的照片往往不够清晰。
随着技术的不断发展，20世纪初，航空摄影测绘技术迎来了重要的突破。
引入机载相机后，摄影测绘的质量得以极大提高。
在第一次世界大战期间，航空摄影测绘技术被广泛应用于军事侦察，成为战争中不可或缺的工具。
战后，航空摄影测绘技术开始转向民用领域，被广泛应用于地理测绘和城市规划。
然而，传统的航空摄影测绘技术依然存在许多限制。
相机的质量和性能无法满足高精度地理空间数据的需求，而且航空摄影器械的安装和操作也十分复杂。
为了克服这些问题，航空摄影测绘专家开始寻求一种更高效、更精确的方法。
随着科技的不断进步，航空摄影测绘技术在20世纪后半叶发生了重大变革。
无人机的发展使得航空摄影测绘技术实现了飞跃。
相较于传统的有人驾驶的航空器，无人机具有更小的体积和更灵活的机动性，能够在较低的高度进行密集的拍摄。
无人机搭载的相机可以实现即时图像传输，并且能够通过自动飞行路线进行高效拍摄。
这种变革大大加快了航空摄影测绘的速度和精度。
当前，航空摄影测绘技术已经在各个领域得到广泛应用。
在城市规划方面，航空摄影测绘技术可以用于制定详细的土地利用计划和道路规划。
在农业领域，可以通过航空摄影测绘技术进行农作物智能监测，提高农田管理的效率。
在环境保护方面，航空摄影测绘技术可以用于监测森林覆盖率、湖泊面积以及气候变化的影响等。
数字航空摄影测量关键技术
浅析数字航空摄影测量关键技术[摘要]随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展，航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步，其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。
[关键词]数字航空摄影测量技术中图分类号：f767.7文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0013-011 数字航空摄影测量的应用领域数字航空摄影测量技术主要应用于高效率的地图数据更新、城市规划服务和土地测量、gis/lis数据库以及资源环境管理中的理想的专题制图和三维数据采集、林业、农业、土地利用、地质等领域的地理数据获取等，还可广泛用于城市建筑、城市环境工程、城市交通、水利工程、矿山测量、考古、地质、医疗、生物、材料力学、工业测量等领域。
2 航空摄影测量数据处理关键技术2.1 空三加密利用virtuozoaat+pat-b自动空三加密模块，以数码航片作为空三加密的原始数据，运用pat-b平差软件进行光束法区域网平差。
通过航测内业方法（包括内定向、相对定向、公共连接点的转刺）构建空中三角网，并将外业控制点成果和pos数据导入系统按严密的数字模型进行区域整体平差，得到优化后的外方位元素和加密点成果。
以航测外业已划分的区域分区为内业空三加密的基本单元。
使用数字摄影测量系统采集像点坐标，采用解析空三平差程序解算大地坐标。
加密分区间必须接边，作业完成后应填写图历表，输出加密成果（作业说明、外业控制点分布略图、加密点分布略图、外业像控点坐标、加密点坐标、大地定向、检查点坐标、接边点坐标和检验报告等）。
2.2 数字正射影像图（dom）数据生产2.2.1 技术路线本文研究利用virtuozo全数字摄影测量系统工作站进行1∶1000数字正射影像图dom的制作。
在全数字摄影测量工作站中，导入空三成果恢复测区并创建立体像对，作业生产区域dem数据，并用特征点、线参与计算修改生成dem。
利用dem数据对原始影像进行数字微分纠正，通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接，并最终完成数字正射影像图。
CCD 成像探测器
CCD成像探测器朱耆祥人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和嗅觉等感觉器官获取各种信息的，其中约80%的信息是由视觉获取的。
很早以前人们就幻想“千里眼”，借助于它人们可以看到千里之外的一切。
这一幻想在成像探测器出现以后已经成为现实。
到今天人们不只是看到了千里之外人眼所能看到的一切，而且可以获取人眼看不到的信息。
所有这一切都归功于成像探测器。
成像探测器有很多种类，目前应用最多、最广的是电荷耦合阵列探测器——CCD(Charge Coupled Devices)成像器件。
1970年美国贝尔实验室的威拉德·博伊尔和乔治·史密斯首先提出了CCD的概念，以后又建立了一维势阱模型为基础的CCD基本理论。
近四十年的不断发展，到今天CCD已经成为从哈勃望远镜、登月空间飞行器和火星探测器到我们日常生活中的很多用具，如手机、电视等都离不开的成像探测器。
CCD成像探测器像人的视网膜，它和相应的光学系统结合被放在空间、地面、水中、机器中、甚至人体内，代替了人的眼睛，对所有人们感兴趣的目标进行观察和记录。
提供给人们大量的信息，以进行各方面的分析、考察和使用。
CCD 在人类的各项活动中：日常生活、生产建设、交通运输、通信联络、安全保卫、医疗卫生、科学研究、军事装备等各方面都起到重大的、不可取代的作用。
随着CCD应用领域的扩大，使用要求的不断增新，其结构性能也不断发展变化以适应不断发展的使用要求。
目前已出现了多种CCD的结构类型，从紫外到超长波红外不同波段的探测器。
随着使用要求的日益更新，CCD探测器也面临着其他类型成像探测器的非常激烈的竞争。
也许在不久的将来CCD会被另一种成像探测器所取代。
CCD的工作原理和结构CCD成像探测器（芯片）的主要功能是：光电转换、电荷储存、电荷转移、电子图像的生成和输出。
由此，CCD相机的主要组成有：CCD芯片、驱动电路、信号处理电路、输出接口电路及探测器的机械部分。
论摄影测量的应用与发展趋势
论摄影测量的应用与发展趋势摘要：随着航空航天技术、传感器技术和数据处理技术的不断发展，摄影测量和遥感技术已经进入一个快速、动态、多平台、多时相、高分辨率提供观测数据的新阶段。
随着国家的投入和人才队伍的建设，加强我国摄影测量事业与发展将尤为重要。
关键词：摄影测量遥感应用发展趋势一、装备技术更加先进遥感代表着摄影测量的发展方向，也是当下摄影测量的一项关键技术。
经过多年的发展，我国在摄影测量和遥感技术领域取得了空前的进步。
这些年我国研制和发射了50多颗对地观测卫星，组成海洋、风云、资源和环境减灾四大民用观测卫星体系。
这些星载遥感器包括可见光相机（胶片式和传输式）、可见光红外多光谱扫描仪、多种分辨率成像光谱仪、微波散射计、微波高度计以及先进的合成孔径雷达等。
这些技术成就有力地促进了摄影测量数据获取能力的提升，特别是“机载干涉SAR系统”的研制成功，推动了合成孔径雷达技术在其重要应用领域地形测绘方面的应用。
到21世纪初，我国就已经积累了超过660TB贮容量的影像数据，覆盖全国陆地、海洋及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面。
在航天遥感取得巨大进步的同时，我国航空遥感技术也得到了快速提高。
在航空遥感平台方面，我国逐步实现了由过去引进国外飞机到以国产的“运”系列飞机为主的转变。
当前常用航空测量无人机有WZ-2000，效载荷180公斤，留空时间长达12个小时。
一些国产的机载遥感器，如高光谱成像仪、合成孔径雷达等也进入应用化阶段。
随着风云、海洋和资源等几大民用卫星地面系统的建设，遥感卫星地面接收、处理、存储和分发能力也得到了大幅度的提升。
我国民用卫星系列现已形成四大地面接收系统，国家气象局风云系列卫星有北京东北旺接收站、广州接收站和乌鲁木齐接收站，国家海洋局管辖的海洋监测卫星有北京白石桥接收站和三亚接收站，以及中国资源卫星应用中心管辖的北京密云接收装置、广州和乌鲁木齐接收装置，其中北京密云卫星地面站由中国资源卫星应用中心与中科院合作共建。
航天TDI CCD双线阵相机动态成像光线几何建模
航天TDI CCD双线阵相机动态成像光线几何建模杨飞;曲宏松;金光;谢金华;邱振戈【摘要】建立精确的光线几何模型，推导地物与影像间的正反算公式是航天TDI CCD(时间延迟积分电荷耦合器件)相机动态成像仿真的关键步骤。
立体测绘卫星全链路仿真以光线追迹为主线，以高精度高分辨力地表物理模型为输入源，综合考虑了大气辐射传输、光学系统成像、探测器光谱响应和相机噪声等各个环节，完成了成像过程端到端的完整分析。
以可见光光学遥感相机为例，在考虑轨道进动、地球在惯性系下的岁差章动和TDI CCD拼接的情况下，完成双线阵相机动态成像光线追迹几何建模，并对模型误差源进行分析。
经实验验证与分析，正视相机几何物理模型定位精度达124 m，前视相机定位精度达193 m，满足立体测绘全链路仿真的几何建模要求。
%Establishing accurate light geometry model, feature and image between the positive and negative calculate formula is derived, which is the key steps of space TDI CCD (charge-coupled device) time delay integral camera dynamic imaging simulation. Stereo mapping satellite link simulation based on ray tracing all the main line, with high precision high resolution surface physical model for the input source, considering the atmospheric radiation transmission, optical system imaging spectral response, detectors and camera noise and so on each link, complete the imaging process end-to-end complete analysis. In visible light optical remote sensing camera, for example, considering the precession of orbit, the earth under the inertial system of precession and nutation TDI CCD stitching, under the condition of complete double array camera ray tracing dynamic imaging geometry modeling, and the modelerror sources are analyzed. Verified by experiment and analysis, physical model to face the camera geometry precision of 124 m, forward-looking camera positioning accuracy of 193 m, double line array camera is high precision, which satisfies the requirement of the geometrical model of three-dimensional mapping all link simulation.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P41-46)【关键词】几何模型;动态成像;双线阵;误差分析【作者】杨飞;曲宏松;金光;谢金华;邱振戈【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033; 小卫星技术国家地方联合工程研究中心，长春 130033; 中国科学院大学，北京 100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033; 小卫星技术国家地方联合工程研究中心，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033; 小卫星技术国家地方联合工程研究中心，长春 130033;国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心，北京 100830;上海海洋大学，上海 201306【正文语种】中文【中图分类】V443.5高分辨力立体测绘卫星成像仿真为卫星的技术指标论证、试验测试、在轨运行评价以及故障模拟分析等提供了坚实的技术基础。
《2024年CCD细分技术及其应用研究》范文
《CCD细分技术及其应用研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，电荷耦合器件（CCD）技术已成为现代光学、电子学和图像处理领域的重要技术之一。
CCD细分技术作为CCD技术的重要组成部分，其发展与应用对于提高图像的分辨率、精度和稳定性具有重要意义。
本文将详细介绍CCD细分技术的原理、方法及其在各个领域的应用研究。
二、CCD细分技术原理及方法CCD细分技术是通过将CCD器件的像素进行细分，以提高图像的分辨率和精度。
其主要原理是利用光电效应将光信号转换为电信号，通过电路和算法处理，实现像素的细分。
具体方法包括光学细分、电子细分和软件细分等。
1.光学细分：通过光学系统对图像进行放大、聚焦等处理，使像素在光学层面上得到细分。
这种方法可以提高图像的分辨率，但受限于光学系统的性能。
2.电子细分：利用CCD器件内部的电路对像素进行电子处理，实现像素的电子细分。
这种方法可以提高图像的精度和信噪比。
3.软件细分：通过图像处理算法对图像进行数字处理，实现像素的软件细分。
这种方法可以在不改变硬件设备的情况下提高图像的分辨率和精度。
三、CCD细分技术的应用研究CCD细分技术广泛应用于工业检测、医疗影像、科研实验等领域。
下面将分别介绍其在这些领域的应用研究。
1.工业检测：CCD细分技术可用于精密测量、尺寸检测、表面缺陷检测等。
例如，在半导体制造过程中，利用CCD细分技术可以实现对微米级尺寸的精确测量，提高产品质量和生产效率。
2.医疗影像：CCD细分技术可用于医学影像的采集和处理。
通过将CCD器件的像素进行细分，可以提高医学影像的分辨率和精度，有助于医生进行准确的诊断和治疗。
3.科研实验：CCD细分技术可用于科研实验中的光谱分析、光学干涉、光学测量等。
例如，在天文观测中，利用CCD细分技术可以提高观测数据的精度和稳定性，有助于科学家进行深入的研究和分析。
四、CCD细分技术的未来发展随着科技的不断发展，CCD细分技术将不断进步和完善。
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｃ ａ ｌ ｎ ｅ ｒ ａ； ｈ ｉ ｓ ｈ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ； ＣＣ Ｂ； ｏ ｐ ｔ ｏ — ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ
径、 视场及波 段 的要 求 ， 相 机 的 光学 系统 可 采用折 射 式、 折反射式和反射式 等 多种形式 。 折射系统校正 二级光 谱是 一项 重要 的工 作 ， 一般 采用有特殊色散 的光学材料如 Ｃ ａ Ｆ ２晶体 、 Ｆ Ｋ玻璃等 ， 但该种有特殊色散 的光学材料 的折射率温度系数为负 值且很大 ， 环 境 温度 变化 引起 的像 面 位移 是很 大 的。
挥重要 的作用 。航空相机因其机动性好 、 时效 性高、 目
的性强 、 相对投入较 低等 优点 而成为 获取地 面信息 的
年代 ， 英 国在第一次世界 大 战期 问 已有 一种 Ｃ型侦察 相机使用在 Ｂ Ｅ ２ Ｃ侦察机 上 ， 美 国在 １ ９ ２ ２年生产 出了
名为 ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｃ ａ ｍ ｅ ｒ ａ的胶片相机 ， 但 大规模研制生 产胶 片
径 １ ： １ ０ 、 视场角 ３ 。 ， 有可见光 和近红外两个波段 ， 重量
应的补偿技术来保证高分辨率成像是其关键性问题。
２ ． １ 光学 系统 当成像器 件 Ｃ Ｃ Ｄ的大小确定后 ， 光学 系统 就决 定 了航空相机的性 能、 体 积和重 量等 。为了获得高分 辨 率图像就要求光学 系统焦 距很 长 ， 但 由于受到 口径 的
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ａ ｎ ｅ ｗ ｌ ｙ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｃ Ｃ Ｄ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｌ ｄ ｗｉ ｄ ｅ
这是第一代机械 Ｃ Ｃ Ｄ侦察相机 ， 特点是用线阵 Ｃ Ｃ Ｄ器
件和推扫方式工作 。
２ ０ 世纪 ８ ０年 代 后 期 ， Ｉ Ｔ Ｅ Ｋ公 司又 生产 了 Ｅ ｓ一 ２ ５ ０轻型 Ｃ Ｃ Ｄ相机 ， 代表 了当时机 载 Ｃ Ｃ Ｄ相机 的发展 水平。它采用 全反式 光 学 系统 和 １ ０ ０ ０ ０像 元 的时 间
中图分 类号 ：Ｖ ４ ４ ５ ． ８ ；Ｔ Ｈ ７ ４ ５
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ １— ６ ３ ７ Ｘ（ ２ ０ ０ ９） ４— ０ ０ ０ ０ ７— ０ ４
Ｃｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎｔ ｏ ｎ
作者简 介： 程晓薇（ １ ９ ７ ３ 一） ， 女， 陕西西安人 ， 讲师 ， 主要从事精密 光
电仪器研究。Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｓ ａ ｎ ｍ ａ ｏ ０ ９ ２ ３ ＠ｙ ａ ｈ ｏ ｏ ． ａ ｎ
８
电
光
与
控
制
第 １ ６ 卷
延迟积分 Ｃ Ｃ Ｄ （ Ｔ Ｄ Ｉ Ｃ Ｃ Ｄ） 器件 ， 焦距 ２ ５ ４ ０ ｍ ｍ、 相对孔
表１ Ｃ Ａ一２ ９ ５相机的主要参数
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｍａ ｊ Ｏ ｒ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｃ Ａ－ － ２ ９ ５ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ
为减小温度环境和 气压 对像 面位移 的影 响 ， 如果用普 通玻璃校正二级光谱 ， 其相对色 散很接 近 ， 为消 除高级 像差 ， 光学 系统 的结 构必然 复 杂 ， 重量增 加。另外 ， 折
限制 ， 相对 孔径一般不允许很大 ， 这主要是因为航空技
１ ２ ６ ｋ ｇ ， 在斜距 １ ０ ０ ｋ ｍ时， 地面像 元 分辨力 理论 值为 ０ ． ５ ｍ， 这是 第 ２代 机 载 Ｃ Ｃ Ｄ侦 察 相机 ， 特 点 是 采用
Ｔ Ｄ Ｉ Ｃ Ｃ Ｄ器件和推扫 工作方 式。 第 ３代航空侦察相 机则 是光 电分 幅相机 ， 其 中有 代表性 的是 Ｒ Ｏ Ｉ 公司研制的第 ３代 Ｃ Ｃ Ｄ航空相机 ， 经
主要途径之 一 ， 在地形 测绘 、 土 地和森林 资源调 查、 铁
相机是第一次世界大战之后 。 而Ｃ Ｃ Ｄ航空 相 机 的发 展 则要 追溯 到 ２ ０世 纪 ７ ０
年代 中期 ， Ｉ Ｔ Ｅ Ｋ公司把胶片 型 Ｋ Ａ一１ ０ ２ Ａ相机 改装 成 Ｃ Ｃ Ｄ和胶片两用 相机 ， 型号 为 Ｋ Ａ一１ ０ ２ Ａ ／ Ｅ Ｏ ， 它的光 学系统为折 射式 ， 焦距 １ ６ ８ ０ ｎ ｌ ｌ ｎ ， 相对孔径 １ ： ４ ， 视场
０ 引 言
航 空相机 是装载在 飞机 上 以拍摄 地表景 物来
获取地 面 目标 的光学仪器 。随着航空技术 日新 月异 的
机理， 并采取相应的补偿措施和技术提高成像质量。
１ 国外航 空相机发展 现状
胶 片式航空相机发 展最早可 以追溯到 ２ ０世纪 ３ ０
发展 ， 航空相机 已经在航空遥感 、 测量和侦察等领 域发
程晓薇 ， 车 英， 薛常喜
（ 长春理工大学光电工程学 院 ， 长春
摘
１ ３ ０ ０ ２ ２ ）
要 ：介绍 了国外最新航 空 Ｃ Ｃ Ｄ相机 的发展状 况。根 据世 界航 空 Ｃ Ｃ Ｄ相机 的发展 概况 ， 全 面分析 了高分辨率航
空Ｃ Ｃ Ｄ相机 的各 关键技 术； 就像 移补偿 、 振 动控 制、 自动调焦技术 、 光学 系统 以及 图像数据 采集等 问题进行 详尽 的阐 述， 并研 究 了各 关键技 术 实现 途径 ； 最后指 出了航 空 Ｃ Ｃ Ｄ侦察相机未来的发展 趋势和方 向。 关键词 ：航 空相机 ；高分辨 率 ；Ｃ Ｃ Ｄ；光 电成像
何消除各种因素对像质的影响 ， 获得高分辨力的图像， 就需要深入研究这些因素对航空相机成像质量的影响
收稿 日期 ： ２ ０ ０ ８— ０ ３— ２ ５ 修 回日期： ２ ０ ０ ８— ０ ４－ ３ ０
为１ ３ ｍ ， 在斜距 ５ ８ ｋ ｍ时， 而像元分辨力为 ０ ． ４ ５ ｍ 。
ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ Ｃ Ｄ ｃ ａ ｍ ｅ ｒ ａ ， ｔ ｌ ｌ ｅ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｃ Ｃ Ｄ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ
历了 Ｃ Ａ一２ ６ ０， Ｃ Ａ一２ ６ １ ， Ｃ Ａ一２ ６ ５， Ｃ Ａ一２ ７ ０， Ｃ Ａ一２ ９ ５
术对体积和重量的特 殊要 求 ， 其 体积 和重量 的减 少就
意味着飞行速度、 飞行时间 的增加 。根据焦距 、 相对孔
等几个不 同系列 。其 中 Ｃ Ａ一 ２ ９ ５— Ｒｅ ｓ ｏ ｌ ｕｔ ｉ ｏ ｎ Ａｅ ｒ ｉ ａ ｌ ＣＣＤ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ａｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎｅ Ｃａ ｍｅ ｒ ａ
Ｃ ＨＥ ＮＧ Ｘｉ ａ ｏ ｗｅ ｉ ， Ｃ ＨＥ Ｙｉ ｎ ｇ ， ＸＵＥ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｐ ｔ ｏ ． Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
视相机 ， 它是美 国现役侦察相机 中较高档 的类型 ， 也是
世界上最先进 的航空相机 。可 以红外和可见光双 波段 同时或分别拍 照。它采用 了先 进 的数 字信 号处理 、 稳 像和长焦距倾斜控制技术 。表 １为该相 机 的主要技术
参数 ， 图１ 为Ｃ Ａ一 ２ ９ ５相机外形 ， 图 ２为相机的可见光 光学系统 图。
射 系统对气压变化也相 当敏感 。因此折射式 系统 比较
适合孔径 比较小 ， 视场 比较 大 ， 波段 比较 窄的系统。图
３为某航 空相 机折射 系统图。
图 ３ 折射系统
Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｒｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
折反射式系统优点光焦度几乎 由反射面产生 ， 而反
小， 一般在 ２ 。 以内， 像差有时得不 到很好的校正 ， 因此可 将次镜和校正组 中的某 片透镜采 用非球面来适 当增大
视场和校正高级像差 。图４为卡塞格林系统结构 。
射面不产生色差 ， 因此二 级光谱很小 ； 而且 反射 面前后 均为空气 ， 因此 气压变化 反射镜对像 面位移无影响 ， 而
图１ Ｃ Ａ一２ ９ ５相 机
Ｆ ｉ ｇ． １ ＣＡ 一２ ９ ５￣ ａ ｒ ｔ ｌ ｅ ｒ ａ
折射元件 的光焦度很小 ， 所以折反系统对环境气压变化 不敏感 ； 折反系统的结构也 比折射系统简单得多。缺点 是有 中 心 遮 拦 ， 会 损 失 能 量 和 降 低 调 制 传 递 函数 （ Ｍ Ｔ Ｆ ） 。常用的折反式系统为卡塞格林 系统 ， 视场 比较
路和公路建设以及军事侦察等诸多领域得到了广泛的
应用。
航 空成像质量 是航空 相机 最关键 的性 能指标 ， 受
光学系统形 式 制 约 的同 时 ， 还 受 温度 、 压力、 像移、 振
动、 飞行姿态 和 Ｃ Ｃ Ｄ器件等多种 复杂 因素 的影响 。如
角３ ． ９ 。 ， 用 ５片 Ｃ Ｃ Ｄ， 每 片有 １ ７ ２ ８个像元 ， 像元尺 寸
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｉ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ａ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｉ ｓ