便攜式機載多光譜成像系統

美國密西西比州斯坦尼斯空間中心的研究 人員最近研制了一臺便攜式機載多光譜成像系 統，該系統包括一個(gè)機載分系統和一個(gè)地面分 系統，它能以0 5kln—Ikm的刈幅獲取地面的多 光譜圖像數據。

這個(gè)成像系統是專(zhuān)門(mén)為觀(guān)察海岸環(huán)境而研 制的，但它也非常適合于開(kāi)展與農業(yè)、水產(chǎn)養 殖業(yè)、林業(yè)、環(huán)境凈化等有關(guān)的遙感工作以及 一般的環(huán)境監測工作 它可以裝在兩個(gè)像手提 皮箱那樣大小的容器內，因而可以作為登記行 李請商業(yè)航空公司運輸。當該系統被運送到目 的地并被打開(kāi)以后，人們就可以將機載分系統 發(fā)射到未鋪筑遭面的地面上空并用裝載在微型 搬運車(chē)上的地面分系統對其進(jìn)行控制。

機載分系統包括一架小型無(wú)人駕駛飛機(見(jiàn) 附圖)，飛機上裝有一臺用于導航的彩色前視視 頻攝像機、三臺以三個(gè)不同光譜波段對地面進(jìn) 行成像的下視單色視頻攝像機、一個(gè)視頻發(fā)射 器和一個(gè)全球定位系統(GPS)接收器。每臺下 視攝像機的透鏡前面都裝有一個(gè)干涉帶通濾光 片。這些濾光片可以在野外進(jìn)行更換。每個(gè)波 段寬lOnm，它們均處在400nm一1 100nm的波 長(cháng)范圍內。四臺攝像機的輸出是經(jīng)多路傳輸后 才被實(shí)時(shí)發(fā)送的，因此一臺視頻發(fā)射器足以將 圖像數據發(fā)送到地面供實(shí)時(shí)監視和記錄使用。 這種設計既降低了成本，又減輕了重量。

小型無(wú)人駕駛飛機上還裝有一個(gè)用于測量 絕對航向、橫滾及俯仰的姿態(tài)基準傳感器。該 傳感器由一臺三軸磁強計和一臺雙軸電解傾斜 儀組成。GPS接收器和姿態(tài)基準傳感器獲取的 位置和基準數據可以用于將多光譜圖像數據同 地理坐標配準，這樣就不需要預先確定地面參 考目標了 攝像機輸出信號的多路傳輸是與其它一些 功能同步實(shí)施的，這些功能包括攝像機的啟動(dòng)、 GPS接收器和姿態(tài)基準傳感器數據的讀出與存 儲以及時(shí)間、位置和姿態(tài)信息在圖像數據上的 疊加。它們由一個(gè)包含五個(gè)微控制器、一個(gè)視 頻多路傳輸器和一個(gè)視頻同步分離器的電路執 行 地面分系統包括一個(gè)用于接收視頻和數字 數據信號的接收器、一個(gè)用于顯示活動(dòng)地圖的 臺式計算機、一臺數字錄像機和一臺用于實(shí)時(shí) 顯示視頻圖像的監視器。

機載分系統和地面分系 統基本上是用市場(chǎng)上暢銷(xiāo)的元部件制作的 但 研究人員將大部分精力花在了機載分系統上， 因為機載分系統需要達到微型化、輕量化，而 且其受飛機發(fā)動(dòng)機振動(dòng)的影響要達到最小。 附圖 一架載有視頻攝像機及相關(guān)設備的小型無(wú) 人駕駛飛機。運行期間，它可以將三個(gè)光譜波段的 地面圖像連同時(shí)間以及用于將這些圖像與地理坐標 配準的信息一起發(fā)選到地面分系統