一种空间相机增益自动实时调整方法

摘要

一种空间相机增益自动实时调整方法，涉及空间相机在轨摄影时增益的自动实时调整方法。克服目前已提出的增益调整方法难以适应地面目标和光照条件变化等缺点，包括航天器发射前，通过曲线拟合建立太阳天顶角与相机入瞳辐亮度之间的函数关系；在轨摄影时，相机控制器通过航天器总线接收航天器的当前位置和时间，计算星下点的经度和纬度；并根据该信息计算当前星下点处的太阳天顶角；同时根据已获得的函数关系，得到当前对目标最大反射率对应的地物成像时的相机入瞳辐亮度；计算当前的增益倍数；将当前增益倍数转换为对应的码值后，通过内部总线将该码值发送至视频处理器，对相机的增益进行调整。本发明在光照条件较差时获取的图像灰度层次丰富。

主权项

一种空间相机增益自动实时调整方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、航天器发射前，根据空间相机的波段范围、用户要求的目标最大反射率，使用MODTRAN大气辐射传输工具得到空间相机对目标最大反射率对应的地物成像时，不同太阳天顶角对应的相机入瞳辐亮度，并通过曲线拟合建立太阳天顶角与相机入瞳辐亮度之间的函数关系；步骤二、空间相机在轨摄影时，相机控制器通过航天器总线接收航天器的当前位置和时间，计算星下点的经度和纬度；步骤三、相机控制器根据步骤二获得的当前时间和星下点的经度与纬度计算当前星下点处的太阳天顶角；步骤四、相机控制器根据步骤一获得的太阳天顶角与相机入瞳辐亮度之间的函数关系，以及步骤三获得的当前星下点处的太阳天顶角，得到当前对目标最大反射率对应的地物成像时的相机入瞳辐亮度L_c；步骤五、相机控制器根据步骤四获得的相机入瞳辐亮度L_c，计算当前的增益倍数G_c；具体计算过程为：设定发射前实验室辐射定标时，在用户要求的最大辐亮度L_max下图像饱和时对应的相机增益倍数为G_max，空间相机设置的最小和最大增益倍数分别为G_DOWN和G_UP，则当前的增益倍数G_c的计算公式为：$G_c=\left\{\begin{array}{cc}{G}_{\mathrm{UP}}& \frac{G_{\max }·L_{\max }}{L_c}>G_{\mathrm{UP}}\\ \frac{G_{\max }·L_{\max }}{L_c}& G_{\mathrm{DOWN}}\le \frac{G_{\max }·L_{\max }}{L_c}\le G_{\mathrm{UP}}\\ G_{\mathrm{DOWN}}& \frac{G_{\max }·L_{\max }}{L_c}<G_{\mathrm{DOWN}}\end{array}\right.;$步骤六、相机控制器将步骤五获得当前的增益倍数G_c转换为对应的码值后，通过内部总线将所述码值发送至视频处理器，对空间相机的增益进行调整；返回至步骤二，实现对空间相机增益的实时调整。