大气色散对航空双谱段高分辨率斜视成像影响

张绪国 尚志鸣 张跃东 曹桂丽



大气色散对航空双谱段高分辨率斜视成像影响

张绪国1,2尚志鸣1,2张跃东1,2曹桂丽1

（1 北京空间机电研究所，北京 100094） （2 北京市航空智能遥感装备工程技术研究中心，北京 100094）

航空双谱段高分辨率斜视成像载荷作为重要的成像手段，具有焦距长、分辨率高等特点，由于大气层上疏下密的分层特性，光线在大气中斜视传播时，导致光谱展宽并产生色散和畸变，严重影响系统成像分辨率和目标定位精度。文章分析了斜视成像的几何特性；利用MODTRAN软件仿真分析了斜视成像时大气透过特性和光谱散射特性；通过光线追踪法定量分析了大气色散对可见光和中波红外谱段的光线弯曲和光谱色散的影响，并提出了基于多光谱ZnS楔形窗口补偿方法。结果表明，远距离斜视成像可见光近红外0.50~0.95μm透过率高，散射小；中波3.70~4.80μm散射和路径辐射效应较小，光线斜视传播时，光线弯曲角度基本一致；大气色散对可见光谱段影响较大，航高20km斜视120km时，成像分辨率由0.375m退化至4.2m，大气色散对中波红外谱段影响较小；色散补偿后，可见光谱段色散角度下降为原来的1/2，中波红外谱段不受影响，在提升可见光成像品质的同时，保持中波红外谱段色散特性不变。

大气色散 斜视成像 双谱段 高分辨率 航空遥感

0 引言

航空高分辨率成像是高分对地观测系统的重要组成部分，具有时效性强、机动灵活等特点，在信息化中发挥着越来越大的作用。航空斜视高分辨率成像载荷因其焦距长、分辨率高、成像范围广等特点，在大纵深信息获取等方面，体现出极其重要的意义[1-4]。……