航天遥感相机性能指标需求的不断提升给成像电子学系统设计带来了前所未有的挑战。传统的以功能性测试为主导的测试体系已经无法满足电子学系统设计验证的实际需求,建立基于性能指标量化评价的成像电子学测试体系势在必行。
以此为出发点,本文从测试模型建立、测试方法研究和测试平台构建三方面对航天遥感相机成像电子学系统测试技术展开了深入的研究。建立了一种基于多参数性能模型的成像电子学系统评测体系,形成“核心指标+过程成像参数”的体系构架。
提取了成像电子学调制传递函数(MTF)、信噪比(SNR)、动态范围(DR)、地面像元分辨率(GSD)、灵敏度(S)及非线性度(NL)五个指标为核心指标,对影响每个“核心指标”的因素进行了系统详细的分析,提取出“过程成像参数”,最终形成参数测试矩阵。着重讨论了电荷不完全转移、电荷垂直转移带来的像移失配、V/Q非线性对MTF的影响,建立了数学模型,并给出了量化评价。
对成像参数的测试方法进行了深入研究。改进了成像电子学灵敏度测试方法,简化数据处理过程的同时提高了测试准确度;提出了基于PFPN曲线评价光固定图形噪声的测试方法,并利用ΦP曲线和视频响应曲线相结合的方法完成了DN/V非线性和V/Q非线性的判别;提出了基于特殊时序的TDI CCD垂直转移效率测试方法,实现了TDI CCD垂直转移效率的测试,解决了工程测试领域的难题。
建立了一套遥感相机成像电子学系统参数通用测试平台,实现了测试体系从理论研究到工程实现的转化。
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