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太空探索的光学测量仪应用

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发表于 2014-1-20 13:20:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
  随着传感器技术、航空航天技术和数据通讯技术的不断发展,现代光学测量技术已经进入一个能动态、快速、多平台、多时相、高分辨率地提供对地观测数据的新阶段。随着激光技术、精密计量光栅制造技术、计算机技术以及图像处理等高新技术的发展,以及不断推出的高性能微处理器、大容量存储器和低成本的数字图像传感设备、高分辨率的彩色图像显示系统等光学测量仪器硬件设施的使用,不仅为光学测量领域的技术创新提供了可能,而且为其应用前景的拓宽提供了无穷的想象空间。
  宇宙中最重要的有形物质恒星的主要辐射集中在光学波段,离人类最近的恒星──太阳使得人眼对光学波段最敏感。因而古代人用肉眼观天以定岁时;光学望远镜拓展了人类的眼界并揭示了许多新天象;先进的光学检测元件和方法使人类对宇宙的探测几乎达到了它的边沿。近代天文学的各分支,特别是理论天体物理学,在理论物理的影响下,发展得更加迅速。很多重大发现都是光学天文学的重大成就。
  光学传感器的发展进一步体现为高光谱分辨率和高空间分辨率特点,高空间分辨率已达纳米级,波段数已达数十甚至数百个。微波遥感的发展进一步体现为多极化技术、多波段技术和多工作模式。光电测量技术具有非接触、精度高等优点,在测量飞行目标的相对位置和姿态的导航系统中具有重要的应用,如舰载直升机助降光电引导系统、航天器空间交会对接过程中的光电导航系统等。而这些应用在系统的测量精度和实时性方面都有较高的要求,因此对于精确、快速的光电测量技术进行研究有重要科学意义和应用价值。
  目前,有很多种方法可用来获取目标物体的三维形状数据,光学三维测量技术(Optiacl Three-dimensional Measurement Techniques)因为其“非接触”与“全场”的特点,是目前工程应用中最有发展前途的三维数据采集方法。光学三维测量技术是二十世纪科学技术飞速发展所催生的丰富多彩的诸多实用技术之一,它是以现代光学为基础,融光电子学、计算机图像处理、图形学、信号处理等科学技术为一体的现代测量技术。通过
光学测量仪器的技术把光学图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用,其目的是从图像中提取有用的信号,完成三维实体模型的重构。
  为协调时间分辨率和空间分辨率这对矛盾,小卫星群计划将成为现代遥感的另一发展趋势,例如,可用6颗小卫星在2-3天内完成一次对地重复观测,可获得高于1m的高分辨率成像光谱仪数据。除此之外,机载和车载遥感平台,以及超低空无人机载平台等多平台的遥感技术与卫星遥感相结合,将使遥感应用呈现出一派五彩缤纷的景象。另外天基观测相对于地基观测具有更好的覆盖性和实时性,光学测量仪器由于设备质量轻、体积和功耗小且测量精度高,在天基测量中具有很广的应用前景。


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