第34卷，第8期 2014年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34,No, 8,pp2196-2202
August, 2014
卫星平台高光谱复杂运动成像伪互相关退化仿真研究
张丽君，常月娥，唐义，南一冰，郭倩
北京理工大学光电学院，光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京100081
摘要针对具有推扫机制的获缝体制成像光谱仪受卫星平台俯仰、侧滚、偏航等复杂运动的影响，导致光谱数据精度降低的间题，在成像光谱仪运动成像光谱微分动态成像退化仿真方法的基确上，提出基于点扩散矩阵的光谱退化理论，按照八邻域掺杂模型，考虑卫星平台运动的时变性，不同目标像元的点扩散矩阵不同，符合伪互相关运算的概念，因此提出运动成像的伪互相关光谱退化理论，其中，点扩散矩阵由星上POS 数据运用微分像移理论计算八邻域揭杂像元的平均接杂比得到，在用模拟POS数据曲线仿真计算点扩散短阵时，发现依据掺杂影响的大小，点扩散矩阵可以简化以便减小运算量。明确阐述光谱运动成像的伪互相关退化理论的表述和计算方法，对退化仿真和计算的结果从图像维和光谱维分别进行了定性和定量的效果评价，并使用结构相似度参数展示了退化图像与原始图像的相似性。运动成像的伪互相关光谱退化理论完善了已有的基于卫星平台复杂运动的光谱数据退化间题，伤真结果表明此种退化理论完全适用于解决卫星平台复杂运动条件下的光谱数据退化间题，
关键词伪互相关；点扩散矩阵；成像光谱退化；卫星平台
中图分类号：TH744.1
引言
文献标识码：A
DO1: 10. 3964/j. issn. 10000593(2014)08219607
进行仿真分析
1退化理论概述
遥感卫星数据采集期间，由于卫星平台的复杂振动，光
谱仪与地物之间产生无规律的相对运动从而造成光谱数据成像质量的退化，这成为制约光谱成像数据精度的一个重要的因系。通过对卫星平台复杂振动状态进行研究，制定合理的成像光谱数据退化机制，然后对光谱数据进行补偿，成为当前提高运动成像光谱数据精度的重要方式，通过对卫星平台复杂振动所引起的运动成像光谱数据退化过程的进一步研究，完善光谱数据成像退化模型，并在此基础上对退化过程进行仿真分析，
事实上，对于光谱数据退化机制的研我们并不陌生，余成伟1等研究了卫星姿态抖动对大孔径静态干涉成像光谱仪成像质量的影响；AhmedMahgoub[均等对傅里叶变换成像光谱仪受卫星振动影响进行了校正研究；唐秋艳[10]等在对卫星振动的姿态进行分析的基确上，研究了筛仰、侧滚、偏航三种卫星姿态分别对成像质量的影响。本工作通过分析卫星平台的振动过程，将俯仰、侧则滚、偏航对成像数据的影响综合起来，形成一种更为完整的光谱数据退化理论，并对其
收稿日期：2013-07-04，修订日期：2013-11-22
成像光谱仪的种类繁多，具有推扫机制的带狭缝的空间调制型光谱仪是具有代表性的一类[。本工作主要研究基于卫星平台的获缝体制成像光谱仪复杂振动所引起的运动成像仿真退化间题，
获缝体制成像光谱仪的光谱数据退化可表述为
B,() (1)B, () +μB+ ()
其申"为平均揭杂比，
(1)
由于卫星平台姿态稳定度较高，一般为10-3～10-1°， 8-15]，所以振动对运动成像光谱数据精度的影响一般不会超过一个扫描间隔。为了方便计算，将式（1)中的掺杂比转换为点扩散矩阵，则退化间题可表述为[3
B(n.)(v) =sum(B(m, ", v), - h(m, n, : :)) B(w1, x1) (v) + 1. 1) (m, n) + B(c1. a) (v)
.* + (a +) '&
其申退化矩阵与点扩散矩阵如下
基金项目：国家重点基确研究发展计划973项目（2013CB3292028.2009CB724005)和国家自然科学基金项目（40804048)资助
作者简介：张丽君，女，1980年生，北京理工大学光电学院博士研究生
通讯联系人
email: tangyi4510@ bit, edu. cn
email: 549840667@ qq. com
(2)