Page 149 - 航空电子传感器技术的研究与应用

Research and Application of Avionics Sensor Technology
航空电子传感器技术的研究与应用

空传感器，因此面向新型低空测绘传感器的检定需求，还需进行有针对性的场地
和设施建设。具体而言，需要建立高精度分级地面控制点网，几何靶标的材质、
大小、形状需要针对不同定标精度需求进行组合。同时，需要针对低空复杂大气

环境，构建精细的大气辐射传输模型，得到室外真实场景下辐射散射特性。布设
不同反射率的靶标作为标准辐射亮度参考值，精确测定地面参考靶标的辐射亮度，
结合室外精细大气辐射传输模型，得到传感器入瞳处精确的辐射亮度。进一步地，
建立传感器入瞳辐亮度与数字响应值之间的对应关系，实现多光谱传感器的辐射

定标。由于室内外检定设备昂贵以及传统检定方位参考性不足的原因，导致室内
外检定结果关联性很弱，无法达到室内外检定结果的互补作用。因此，需要针对
低空多光谱传感器的特点，建立室内外一体化的综合检定环境，在此基础上，研
究室内外一体化的检定方法，完成多光谱传感器性能综合评价。

3. 检定方法
新型低空多光谱传感器多采用消费级互补金属氧化物半导体（CMOS）作为
感光元件，CMOS 每个有源像素单元（Active Pixel Schematic，APS）上集成了
光电二极管、有源放大器和模拟开关，可独立进行光电信号转换，使得 CMOS

成像传感器的响应特性非常复杂。需要在航天遥感传感器检定方法的基础上，提
出针对轻小型 CMOS 成像传感器特点的检定方法。
（1）几何检定方法
几何检定方面，目前的方法包括三种：传统检定方法、基于主动视觉的检定

方法和自标定方法。传统方法包括空间后方交会法、直接线性变化（DLT）法、
Tsai 法等。基于主动视觉的相机检定方法是指“已知传感器某些运动信息”下的
检定方法。自标定方法是指不需要标定块，仅依靠多幅影像对应点之间直接关系
进行检定的过程。虽然借助精密仪器可以实现相机内方位元素和成像畸变的精确

检定，但是实验室几何检定方法中不能充分顾及实际飞行作业条件对相机内方位
元素的影响，因此还需要采用室外检定的方法获取传感器在真实作业环境下的几
何性能参数。这种方法要求在有一定地形起伏的区域内布设大量地面控制点，用
待测传感器获取场地的影像，根据空间后方交会或区域网平差方法求解定标参数

并分析其残余误差，室外检定方法更符合实际的条件，可以对室内检定结果进行
补充。

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