风云四号卫星发射后, 开展了卫星在轨评价工作.采用刃边法对太阳反射通道进行在轨MTF评价, 结果表明, 多通道扫描辐射成像仪各反射通道在轨MTF分别达到了0.14、0.17和0.22以上, 符合仪器指标要求; 利用面源黑体对红外通道噪声进行评价, 结果表明多通道扫描辐射成像仪性能稳定, 噪声大小只与辐冷温度有关, 目标温度300 K时主要红外通道噪声优于0.2 K, 最优通道达到了0.06 K; 为准确检验红外定标精度, 采用GSICS方法对红外通道业务定标结果进行检验, GSICS检验显示定标精度优于1 K, 最优通道达到了0.3 K@290 K.为充分发挥多通道扫描辐射成像仪多通道联合应用效能, 根据多通道扫描辐射成像仪反射通道的响应特点, 在没有符合人眼红绿蓝响应通道的情况下, 提出了新的真彩色图像合成方法, 生成了符合人眼效果的真彩色明显.

针对风云二号(FY-2)中波红外波段地球目标图像空间分辨率低的问题, 提出了从月球图像中提取刃边目标进行调制函数(MTF)计算, 根据图像质量评价参数进行图像复原提高图像空间分辨率的方法。首先根据FY-2定位模型设计了月球可视位置算法, 搜索到月球图像; 通过一阶微分、极值匹配等处理, 基于傅里叶变换得到FY-2G中波红外波段在轨MTF评价曲线。然后, 根据MTF计算结果, 采用维纳滤波器对中波红外波段图像进行复原; 以像素平均梯度、功率谱分量和以及图像信息熵作为评价参数, 通过3种评价参数的变化确定合理的滤波参数。最后, 得到经过MTF复原的高分辨率图像。实验结果显示, 应用提出的方法, 不仅MTF计算正确, 图像复原有效, 空间分辨率得到提高, 还保证了图像复原前后能量的一致性。

遥感相机电子学系统在信号转换过程中会产生V/Q非线性和DN/V非线性, 并均会对成像子系统的调制传递函数(MTF)造成影响。本文研究了这两种电子学非线性的产生机理和对MTF的影响并提出了相应的判别方法。从两种非线性的产生机理出发, 建立了V/Q非线性和DN/V非线性模型, 深入分析了两者对相机MTF的影响并进行了仿真实验。实验表明, 非线性造成了电子学MTF的下降, 使其由正常状态下的0.55下降为0.47, 此外还导致MTF随照度变化。提出了基于视频响应曲线结合响应非均匀性(PRNU)噪声曲线区分V/Q非线性和DN/V非线性的方法并进行了仿真验证。仿真实验验证了提出方法的有效性, 为系统设计、改进和非线性补偿提供了有力支持。

考虑推扫式遥感相机中的时间延迟积分(TDI)CCD行周期误差对成像动态调制传递函数(MTF)影响较大, 且积分级数越高影响越大, 本文分析并推导了存在行周期误差时TDICCD推扫成像的动态MTF数学模型并进行了仿真验证。首先, 介绍了典型的TDICCD的电荷行转移时序, 分析并推导了该时序下单级和多级积分级数时的采样窗口函数以及该时序下TDICCD的行周期误差率与动态MTF之间的精确函数关系, 并指出本文推导的精确函数比传统函数多一个非线性参量。然后, 进行了仿真实验。结果表明: 行周期误差率ΔT/T=0时, 该时序下的TDICCD在Nyquist频率下的动态MTF为静态MTF的0.632 5倍(TDICCD相数b=4), 显示得到的动态MTF与行周期误差率关系曲线较传统方法得到的曲线有明显差异且动态MTF值要高于后者。最后, 给出了在不同积分级数下、5%动态MTF下降率指标要求时的行周期误差率最大容许值。

为了降低飞行器侧摆及前后摆对TDICCD空间相机成像质量的影响,提出了对飞行器侧摆角和前后摆角范围及控制误差的要求,以获取高信噪比和高分辨力图像。根据TDICCD空间相机像移产生机理,给出了侧摆和前后摆引起的像移及像移计算参数的数学公式。应用调制传递函数(MTF)作为图像质量的评价依据,确定了满足空间相机成像质量要求的侧摆角和前后摆角范围,分析了飞行器侧摆和前后摆对地面像元分辨力的影响。计算得出,相机成像过程中,当侧摆角和前后摆角的控制误差为0.1°,且侧摆角和前后摆角的视轴角不大于4.8°;或当侧摆角和前后摆角的控制误差为0.05°,侧摆角和前后摆角的视轴角不大于9.5°时,可满足积分级数96级,MTF不小于0.95的要求。实验结果表明,该方法简单,易于实现,适用于TDICCD空间相机成像质量的研究。

通过分析飞行器姿态对像移补偿结果的影响,提出空间相机对飞行器姿态精度的要求以实现高精度的像移补偿。根据调制传递函数对像移匹配特性的要求进行分析,确定了允许的像移匹配误差。然后,用蒙特卡洛法（即统计试验法）对像移速度误差进行分析和计算。最后,确定了满足空间相机像移补偿要求的姿态精度。通过计算得出,满足96级TDI-CCD像移匹配误差要求的飞行器指向精度应优于0.1°,姿态稳定度应优于0.005 °/s。实验结果表明,本文提出的方法简单,易于实现,适用于空间相机像移补偿系统的研究。

构造了一个与人的视觉系统模型的调制转移函数相近似的紧支撑双正交小波基。文中采用遗传算法，寻找一个紧支撑双正交小波函数，使它与调制转移函数在频域中相近似。同时将所构造的双正交小波基用于图像压缩，并将它与其它双正交小波进行比较。实验结果表明，所构造的紧支撑双正交小波基与Daubechies的9/3小波相比较有更高的压缩比，与9/7小波相比压缩性能相当，但计算量更小,它更适合于纹理图像的压缩。