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随着CCD探测器件制作工艺的日益成熟,CCD航测相机得到了快速的发展,特别是面阵CCD型航测相机,由于其凝视成像且具有体积小、重量轻、相机系统结构相对简单等一系列优势而得到航空测量领域越来越多的重视。而大面阵彩色CCD探测器的成功研制和量产,更是给彩色航空数码相机带来一次前所未有的革命。本文针对大面阵彩色CCD航测相机的关键技术进行了研究,主要包含以下几点内容:首先,简要分析了可见光的大气传输特性,利用“6S”大气辐射传输模型软件计算了30km高度时0.4～0.70μm谱段辐射光的大气透过率,并计算该谱段辐射光在30km高度时针对不同地面目标的大气传输信号强度。其次,分析了大面阵彩色CCD航测相机的工作原理,并根据航测相机的性能指标要求进行航测相机光学系统的结构参数论证,最终确定采用双高斯形式光学系统,设计出焦距为360mm,入瞳口径为83mm,全视场角为10°,MTF在83lp/mm时大于等于0.6的光学系统,并对初步设计完成的光学系统进行了性能指标的复核。然后,详细分析了大面阵彩色CCD航测相机光学系统的性能,主要包括:(1)分析了光学系统的环境适应能力,并对光学系统进行了光学被动式消除环境热敏感处理;(2)分析了杂散光对光学系统性能的影响,主要分析了有效视场外光线和鬼像对光学系统的影响,并给出了针对该光学系统的遮光罩设计并进行了光机整体消杂光仿真;(3)对光学系统进行了公差分配,分别给出了在常温常压的加工装配条件下和在航测相机的实际工作环境条件下的系统公差分析结果。最后,对大面阵彩色CCD航测相机所得到的bayer格式图像的彩色插值恢复算法进行了分析和研究:分析了典型彩色插值恢复算法的算法结构和各种算法对bayer格式图像彩色恢复性能的仿真结果,并对结果进行了定性和定量两个方面的评价。