嫦娥二号CCD立体相机创新记
由于月面起伏大、卫星轨道低、没有精确的月球高程图、不能采用GPS定位技术等多种原因,月球探测采用TDICCD技术要比地球卫星困难得多。研究人员同时采用两种速高比补偿技术,即激光高度计的辅助行频计算技术及地面轨道预报辅助行频计算技术。前者由激光高度计直接提供卫星高度数据,在卫星上闭环实施,它适合于星下点较平坦区域的成像,如虹湾地区。后者可结合轨道参数与嫦娥一号所获取的月面高程数据两方面的因素确定行频,适合于星下点月表起伏较大区域的成像,且可以人工干预。两者互为补充。
为了确保图像质量,研究人员充分利用TDICCD的图像质量特性,结合嫦娥二号CCD立体相机的具体情况,以创新的思维进行总体方案设计,从而使整机具有非常高的静态图像质量,发射前静态CCD立体相机整机全视场MTF大于0.4,比要求值提高了一倍,这样即使速高比补偿有残差,仍能保证满意的图像质量要求。
嫦娥二号CCD立体相机副指挥、中科院西安光机所副所长汶德胜作了进一步说明:“我们是一个相机装两个CCD,即相当于两个眼睛飞一圈一次推扫实现立体成像。而美国是一个相机装一个CCD,即一个眼睛,卫星要调姿且飞两圈完成拍摄,或两个卫星装两个相机且配合好、同时拍摄一个区域才能获得立体成像。”这一创新技术使我国可拍到分辨率7米的全月立体图,而美国的月球相机就拿不到高分辨率的全月图。
研制之人不寻常
“副主任设计师高伟在接到相机研发任务后,有近3个月未回家,未见3岁的孩子。”中科院西安光机所质量计划处处长王秀菊说。
高伟介绍,嫦娥二号CCD立体相机在2008年9月定任务,2009年8月交付,一年时间,并且是完全创新研制。而嫦娥一号CCD立体相机的研制用了3年时间。
项目组年轻人在已年过古稀的赵葆常老所长的带领下,经常加班加点,他们的铺盖卷就放在实验室桌子下,深夜经常是轮换打地铺休息。而有的年轻人是几个月没有回家。因为项目最后的时间节点要求是按小时算的。
嫦娥二号CCD立体相机工程的成功体现了建所以来历经几代中科院西安光学精密机械研究所人凝练而成的“西光精神”的闪烁。“西光精神”就是蚂蚁啃骨头的团队精神,就是团队的奉献精神,拼搏精神和创新精神,就是在国家需要的关键之时,有使命感,能站得出来,能做到成功,能作出贡献。
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