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第1章 引言 2

1.1 遥感 2

1.2 民用对地成像系统 3

1.3 印度对地观测卫星发展历程 4

1.4 对地观测系统：模式转换 5

第2章 遥感影像的形成 8

2.1 概述 8

2.2 电磁辐射 8

2.2.1 电磁辐射量子特性 9

2.2.2 热辐射 10

2.2.3 电磁辐射在介质间的传播 10

2.2.4 衍射 11

2.3 成像系统专业术语 12

2.4 像差 14

2.4.1 球差 15

2.4.2 彗差 15

2.4.3 像散 16

2.4.4 畸变 17

2.4.5 场曲 17

2.4.6 色差 17

2.5 波动光学 18

2.6 成像质量评价 19

2.7 调制传递函数 21

2.8 成像电磁辐射源 24

2.9 辐射考虑 24

参考文献 26

第3章 成像光学系统 28

3.1 概述 28

3.2 折射式光学系统 28

3.2.1 远心镜头 32

3.3 反射式和折反式光学系统 34

3.3.1 反射式光学系统 34

3.3.2 增加光学系统视场 36

3.4 杂散光抑制与隔离 41

3.5 反射式望远镜头的设计 42

3.5.1 反射镜材料选择 43

3.5.2 反射镜加工 45

3.5.3 反射镜支撑结构 49

3.5.4 反射镜装调 52

参考文献 54

第4章 对地观测遥感相机综述 58

4.1 概述 58

4.2 空间分辨率 59

4.3 光谱分辨率 64

4.3.1 干涉滤光片 66

4.4 辐射分辨率 67

4.4.1 辐射质量 68

4.5 时间分辨率 69

4.6 性能指标 70

4.7 成像模式 71

4.8 在轨成像评价 72

参考文献 76

第5章 光机扫描仪 79

5.1 概述 79

5.2 工作原理 79

5.3 扫描系统 81

5.3.1 扫描几何和畸变 85

5.4 聚光系统 87

5.5 色散型光学系统和焦平面布局 87

5.6 探测器 90

5.6.1 探测器性能参数 90

5.6.2 热探测器 92

5.6.3 光子探测器 93

5.6.4 量子阱红外探测器 96

5.6.5 温度控制 97

5.6.6 信号处理 100

5.7 系统设计 103

5.8 增强型专题制图仪（ETM＋） 107

参考文献 110

第6章 推扫式成像仪 112

6.1 概述 112

6.2 工作原理 112

6.3 线阵推扫器件 113

6.3.1 电荷耦合器件 114

6.3.2 CMOS光子探测器阵列 116

6.3.3 混合阵列 117

6.4 CCD信号发生和处理 118

6.4.1 CCD输出信号 119

6.4.2 片外信号处理 119

6.5 星载推扫式遥感相机 123

6.6 IRS相机：LISS-1和LISS-2 123

6.6.1 探测器焦平面 125

6.6.2 结构设计 128

6.6.3 电子学 129

6.6.4 装调与特性分析 130

6.6.5 性能鉴定 137

6.7 IRS-1C/D相机 138

6.7.1 LISS-3设计 139

6.7.2 宽视场传感器 139

6.7.3 PAN相机 141

6.8 印度资源卫星系列 144

6.8.1 资源卫星线阵自扫描相机三号 145

6.8.2 高级宽视场相机 146

6.8.3 LISS-4多光谱相机 146

6.9 法国SPOT对地观测相机 149

6.10 陆地卫星数据连续性任务Landsat-8 153

6.10.1 陆地成像仪OLI 153

6.10.2 热红外相机TIRS 156

6.11 混合型扫描仪 158

6.11.1 地球静止轨道高分成像系统技术挑战 161

6.11.2 地球静止轨道资源调查卫星系统 162

参考文献 166

第7章 亚米级成像 170

7.1 概述 170

7.2 高分辨率成像系统的实现 171

7.3 增加积分时间 172

7.3.1 时间延迟积分 172

7.3.2 异步成像 172

7.3.3 错排阵列结构 174

7.4 选择小F数光学系统 176

7.4.1 选择CCD像素尺寸 177

7.4.2 增加光学系统口径 178

7.5 数据传输 180

7.5.1 数据压缩 181

7.6 卫星的约束 182

7.7 亚米级相机 185

7.7.1 IKONOS 185

7.7.2 QuickBird-2 186

7.7.3 GeoEye-1 187

7.7.4 WorldView成像系统 188

7.7.5 印度高分遥感卫星 189

7.8 什么限制了空间分辨率？ 192

参考文献 193

第8章 高光谱成像 196

8.1 概述 196

8.2 高光谱成像系统构型 199

8.2.1 扫描方法 199

8.2.2 推扫方法 200

8.3 光谱分析仪一览 200

8.3.1 色散光谱仪 201

8.3.2 傅里叶变换光谱仪 204

8.3.3 基于滤光片的系统 210

8.4 图像畸变：smile效应和Keystone效应 213

8.5 高光谱成像仪 214

8.5.1 强力卫星Ⅱ：傅里叶变换高光谱成像仪 215

8.5.2 NASAEO-1：Hyperion 215

8.5.3 NASAEO-1LAC 216

8.5.4 印度空间研究组织的高光谱成像仪 216

参考文献 217

第9章 增加第三维：立体成像 220

9.1 概述 220

9.2 立体像对产生的几何原理 223

9.2.1 异轨立体成像 223

9.2.2 沿轨立体成像 224

9.3 沿轨多相机立体成像 227

9.3.1 IRS CARTOSAT1 227

9.3.2 SPOT高分立体相机 229

9.3.3 ALOS立体制图相机：PRISM 230

9.4 单相机立体成像 233

9.4.1 单镜头光电立体扫描仪 233

9.4.2 印度“月船”1号地形测绘相机 234

9.4.3 卫星倾斜沿轨立体成像 234

参考文献 235

第10章 从地面到太空的历程 237

10.1 概述 237

10.2 发射环境 237

10.3 空间环境 238

10.3.1 热环境 238

10.3.2 真空 238

10.3.3 辐射环境 239

10.4 空间硬件研制方法 242

10.4.1 研制模型投产准则 244

10.5 环境试验 245

10.5.1 力学试验 246

10.5.2 热真空试验 247

10.5.3 电磁干扰/兼容性测试 248

10.5.4 环境试验等级 248

10.5.5 地面支持设备/设施 249

10.5.6 污染控制 250

10.6 评审 250

10.6.1 基线设计评审 250

10.6.2 初样设计评审 251

10.6.3 详细设计评审 251

10.6.4 出厂评审 251

10.6.5 技术状态更改控制和不合格品管理 251

10.6.6 故障审查委员会 252

10.7 零件/部件的获取 253

10.8 可靠性和质量保证 254

参考文献 255

附录 代表性影像 255