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"中国首次月球探测工程首幅月面图像"初步解读

 

CCTV.com  2007年12月04日 20:48  来源:人民网  

  一、第一幅图的拍摄过程

  1、一台三线阵相机实现了三台线阵相机的功能

    常规的航空航天对地摄影只获取正视(星下点)二维图像,而要获得立体图像,通常需要用三台线阵相机。CE-1上的中科院西安光机所CCD立体相机采用了一个广角物镜和1024?1024面阵CCD的独特设计,实现了上述功能。

    在一定空间分辨率前提下,CCD相机所拍摄图像的清晰度决定于相机全系统的传递函数(简称:MTF)和信噪比。为了提高所拍摄图像清晰度,CE-1上的CCD立体相机全系统MTF从所要求的MTF大于0.2增加到0.48,信噪比从100增加到优于200,这是获得清晰图像的关键因素之一。

    相机在工作期间的暴光时间是图像清晰、层次丰富的另一个关键要素。为了适应不同太阳高度角和月面的地形地貌、不同区域月面反照率的差异,经过详细调研、充分论证、仿真计算,制定了四个暴光时间,特别是制定了每一轨在不同纬度区域的曝光策略,从而使同一轨不同纬度时都有合适的曝光时间。

  2、相机拍摄图像的基本原理

  

     图1 利用三线阵方式拍摄月面图像的原理示意图

    为了确保相机所拍摄的图像清晰,制定了当太阳与月面夹角大于15度时相机才开始拍摄的工作模式。

    相机工作时,CCD立体相机采用线阵推扫的方式获取月面同一目标的前视、正视和后视三条线阵的影像,即利用1024行中的第1行、第512行和第1023行分别对月面同一目标进行三次扫描拍摄:第1行数据为前视17?获取的图像,第512行数据为正视图像,第1023行为后视17?获取的图像。形象地说就是,当相机与拍摄目标连线与垂直方向成17?时,CCD立体相机探测器的第1行获取目标的前视图像,经过大约42秒(卫星运行了约66km)后,CCD立体相机探测器的第512行获取该目标的正视图像,再经过大约42秒后,探测器的第1023行获取该目标的后视图像。这样,月面同一目标就在84秒的时间内被CCD立体相机拍摄了三幅照片,即地面目标的前视、正视和后视图像(图1)。

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