CN102063558A - 一种敏捷卫星成像条件的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种敏捷卫星成像条件的确定方法，该方法对描述图像基本属性的三个典型参数——MTF、元分辨率、成像幅宽进行预估计算，从而确定各个参数在成像条件确定体系中所占的权重比例，最终确定出敏捷卫星的成像条件。本发明综合考虑敏捷卫星相机在各种环境下、各种工作模式下的成像条件对成像质量的影响，并进行综合确定及利用地面仿真进行设计验证，能够为卫星用户提供一种简洁客观的决策依据，并同时反映出具体的成像任务对卫星成像能力的发掘情况，本发明是国内提出的首个针对敏捷卫星成像条件的综合确定方法，填补了我国在卫星成像条件仿真分析方面的空缺。

Description

一种敏捷卫星成像条件的确定方法

技术领域

本发明涉及一种成像条件的确定方法，特别是一种敏捷卫星成像条件的确定方法。

背景技术

快速、多模式的高质量成像是敏捷卫星最具特色的一项核心技术，敏捷卫星的出现大大提高了卫星的应用能力，但卫星的成像质量不仅受到卫星平台自身条件的影响，其本身的设计指标、轨道参数、空间环境和工作模式等成像条件也在不同方面、不同程度上影响着成像质量的高低。因此如何合理规划卫星任务以使其达到最大的使用效能，获得最好的成像质量则成了亟待解决的问题。目前在国内成像仿真分析技术虽然得到了一定发展，但依然没有针对敏捷卫星成像条件的确定方法，也没有卫星成像质量评价的相关依据，因此敏捷卫星在任务规划中无依据可循。

成像仿真分析技术已经引起世界各发达国家的高度重视，美国和欧洲一些国家近年来都把仿真技术列为国家发展的关键技术。如美国柯达公司(KODAK)公布了针对胶片型相机仿真设计中的少量资料，从开始应用到目前为止，该软件模型经过了超过20000幅(次)照片的验证。柯达公司的航天器***仿真软件Physique考虑了成像过程中的15个环节：目标特征、成像几何关系、3维景物模型、照射类型、***成像参数、大气模型(SCATIII)、曝光量、MTF模型、光子和***噪声、数传***模型、硬拷贝影响模型、胶片MTF、胶片平均密度、胶片噪声和信息预测。美国NASA所属JPL实验室的飞行***测试平台(Flight System Testbed，FST)、Langley研究中心的SPASIM(Spacecraft Simulation)、俄罗斯能源科学生产联合体(NPO Energiya)的综合仿真测试平台(KMC)以及德国VEGA信息技术公司开发的仿真卫星(Simulating Spacecraft)则是20世纪90年代卫星仿真技术发展的综合反映。这些技术用于航天器(重点是对卫星平台等大***)的设计和仿真，对有效载荷如遥感器等和环境影响的仿真设计有一定考虑。2001年，A.Borner等人发表了关于超光谱成像仪仿真***方面的研究文章，文中介绍了仿真软件SENSOR(Software Environment for the Simulation of Optical Remote sensing systems)的情况，该软件包括三个部分：计算景物、太阳和遥感器的几何关系；环境仿真，计算在探测器上的辐射量，包括大气影响等；数字图像获取所需的光电探测器模型。使用SENSOR仿真软件可以优化设计参数，使用结果应用于欧空局ESA(European Space Agency)的项目APEX(Airborne PRISM Experiment)。以上***均是针对成像***本身涉及的质量评价软件，若作为航天遥感卫星的成像质量评价工具，则要针对航天遥感成像的特点和具体要求进行修改和重新开发。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种敏捷卫星成像条件的确定方法，该方法综合考虑敏捷卫星相机在各种环境下、各种工作模式下的成像条件对成像质量的影响，进行综合确定敏捷卫星成像条件，能够为卫星用户提供一种简洁客观的决策依据。

本发明的技术解决方案是：一种敏捷卫星成像条件的确定方法，步骤如下：

(1)首先根据相机设计参数和成像时刻的卫星轨道参数、卫星姿态信息进行成像条件相关参数计算，得到敏捷卫星成像条件相关参数的计算结果，敏捷卫星成像条件相关参数计算包括相机传递函数计算、相机像元分辨率计算和相机成像幅宽计算；

(a)相机传递函数MTF计算的计算方法为：

MTF＝MTF_静态×MTF_动态×0.9

MTF_静态＝MTF_光学设计×MTF_光学加工×MTF_光学装调×MTF_器件×MTF_电路

其中：MTF_静态为相机静态传递函数；

MTF_动态为相机动态传递函数；

MTF_光学设计为相机光学设计对静态传递函数的影响；

MTF_光学加工为相机光学加工对静态传递函数的影响；

MTF_光学装调为相机光学装调对静态传递函数的影响；

MTF_器件为相机器件对静态传递函数的影响；

MTF_电路为相机电路对静态传递函数的影响；

f₀为相机振动的频率；

N为积分级数；

Δa为相机综合的像移量，

Δa₁、Δa₂、Δa₃、Δa₄分别为相机姿态稳定度、积分时间误差、偏流角校正误差和相机颤振所引起的像移；

(b)相机像元分辨率GSD的计算方法为：

令卫星轨道高度为H，相机像元尺寸为d，相机焦距为f，卫星姿态机动指向角为α，卫星姿态机动指向角投影到地面与卫星飞行方向的夹角为

将卫星姿态机动指向角分解为侧摆和俯仰两个动作的合成，等效的侧摆角为β，俯仰角为γ，则；

GSD_推扫方向和GSD_线阵方向的平均值，即(GSD_推扫方向+GSD_线阵方向)/2作为相机像元分辨率GSD的计算结果；

其中：GSD_推扫方向为相机推扫方向的像元分辨率；

GSD_线阵方向为相机线阵方向的像元分辨率；

(c)相机成像幅宽的计算方法为：

同样令卫星轨道高度为H，卫星姿态机动指向角为α，卫星姿态机动指向角投影到地面与卫星飞行方向的夹角为

相机的视场角为FOV，地球半径为Re，将卫星姿态机动指向角分解为侧摆和俯仰两个动作的合成，等效的侧摆角为β，俯仰角为γ，卫星视场投影到地面的两个边界点分别为A、B，则卫星姿态变化后，A、B点对应的卫星姿态机动指向角分别为α₁、α₂，投影到地面与飞行方向x的夹角为

令卫星相机的主点为P，则A、B两点对应的侧摆角∠APO为β₁、侧摆角∠BPO为β₂，卫星姿态指向A点与B点间的距离即为实际幅宽；

则：

${\mathrm{\α}}_1=\arctan \sqrt{{\left(\tan {\mathrm{\β}}_1\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\γ}\right)}^2}$

${\mathrm{\α}}_2=\arctan \sqrt{{\left(\tan {\mathrm{\β}}_2\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\γ}\right)}^2}$

其中

令a＝H×tanα₁，b＝H×tanα₂，

$c=\sqrt{a^2{\sin }^2\mathrm{\θ}+{(b-a\cos \mathrm{\θ})}^2}$

令 $d=\frac{H}{{\cos \mathrm{\α}}_1},$ $e=\frac{H}{{\cos \mathrm{\α}}_2},$

令 ${\mathrm{\θ}}^{\′}=\arccos \left(\frac{d^2-c^2+e^2}{2\mathrm{de}}\right)$

$f=(\mathrm{Re}+H)\cos {\mathrm{\α}}_1-\sqrt{{\mathrm{Re}}^2-{(\mathrm{Re}+H)}^2{\sin }^2{\mathrm{\α}}_1}$

$g=(\mathrm{Re}+H)\cos {\mathrm{\α}}_2-\sqrt{{\mathrm{Re}}^2-{(\mathrm{Re}+H)}^2{\sin }^2{\mathrm{\α}}_2}$

$h=\sqrt{f^2-g^2+2g(g-f\cos {\mathrm{\θ}}^{\′})}$

$\mathrm{\φ}=2\arcsin \left(\frac{h}{2\mathrm{Re}}\right)$

幅宽为A、B两点间的距离L_AB＝φ×Re，φ的单位为弧度；

A、B两点间的距离L_AB作为幅宽输出；

(2)确定相机传递函数、相机像元分辨率、相机成像幅宽在成像等级确定中所占的权重，设q1、q2、q3分别为相机传递函数、相机像元分辨率、相机成像幅宽所占的权重，满足q1+q2+q3＝1，其中q1的取值范围为0＜q1＜1、q2的取值范围为0＜q2＜1、q3的取值范围为0＜q3＜1；

(3)令f₁、f₂、f₃分别为相机传递函数、像元分辨率、成像幅宽的分数，其中0＜f₁＜10、0＜f₁＜10、0＜f₁＜10，q₁、q₂、q₃分别为相机传递函数MTF、像元分辨率、成像幅宽所占的权重，则成像条件确定的分数f_总可表示为：f_总＝f₁q₁+f₂q₂+f₃q₃，根据所得的分数f_总所在的区间确定成像等级，等级确定的方法为：分数f_总为8至10分确定为第一等级，成像质量最优，可直接应用；分数f_总为6至8分确定为第二等级，成像质量良好，可经过处理后应用；分数f_总为4至6分确定为第三等级，成像质量中等，根据应用的迫切程度来决定是否留用；分数f_总为2至4分确定为第四等级，成像质量较差，在极特殊情况下使用，否则舍弃；分数f_总为0至2分确定为第五等级，成像质量差，直接舍弃。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明对描述图像基本属性的三个典型参数——MTF、元分辨率、成像幅宽进行预估计算，从而确定各个参数在成像条件确定体系中所占的权重比例，最终确定出敏捷卫星的成像条件。本发明综合考虑敏捷卫星相机在各种环境下、各种工作模式下的成像条件对成像质量的影响，并进行综合确定及利用地面仿真进行设计验证，能够为卫星用户提供一种简洁客观的决策依据，并同时反映出具体的成像任务对卫星成像能力的发掘情况，本发明是国内提出的首个针对敏捷卫星成像条件的综合确定方法，填补了我国在卫星成像条件仿真分析方面的空缺。

附图说明：

图1为本发明确定方法的工作流程图；

图2为本发明像元分辨率的计算角度定义示意图；

图3为本发明幅宽计算几何示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

敏捷卫星具备四种典型的成像模式，包括点目标成像、长条带成像、多条带拼接成像、同轨立体成像。根据其快速、多模式、高质量成像的设计要求，要保证敏捷卫星在任务规划时能充分考虑成像条件对成像质量的影响，在轨执行相应的具体成像任务时，根据综合的成像条件进行合理的决策，选取最佳的成像方式并对该种成像方式的成像效果予以客观的、定量化的效果评估，需要采用面向应用的成像条件综合预估算法，使成像任务与敏捷卫星本身的性能相结合，实现最大效能。

本发明的实现方法为：

成像时刻的卫星轨道参数、卫星姿态信息主要包括：

1)轨道参数：卫星轨道高度、太阳高度角、卫星下点位置坐标

2)卫星姿态信息：卫星姿态机动指向角、卫星姿态机动后光轴投影到地面与其飞行方向的夹角、姿态稳定度、偏流角校正误差；

一、成像条件相关参数预估计算

根据相机设计参数和成像时刻的卫星轨道参数、卫星姿态信息进行成像条件预估参数计算。本环节包括MTF计算、像元分辨率计算、成像幅宽计算三个参数预估计算部分。

(1)MTF计算方法

相机调制传递函数(MTF)的计算采用各个环节传函下降叠加的方式，主要分析静态的MTF和动态的MTF影响。

a、静态MTF的计算：

其中静态的MTF影响由成像相机设计环节直接给出对应的MTF值，相机研制单位提供的针对敏捷卫星设计的0.7m(PAN)/2.8m(XS)相机各个环节的静态MTF值，如表1和表2所示：

表1相机(PAN)静态MTF构成分解表

序号	项目	MTF
			1	光学设计	0.33
2	光学加工	0.85
			3	光学装调	0.85
4	器件	0.54
			5	电路	0.98
6	相机静态	0.126

表2相机(XS)静态MTF构成分解表

b、动态MTF的计算

动态的MTF要包括姿态稳定度、积分时间误差、偏流角校正误差和颤振几个方面所带来的像移影响所导致的MTF下降，计算方法中原始输入基于目前敏捷卫星平台和载荷设计与分析的结果，如表3至表6所示：

表3姿态稳定度造成的像移

表4积分时间引入误差(0.5％)造成的像移

表5偏流角校正误差造成的像移

表6颤振带来的像移

动态MTF通过各种因素所引起的像移计算均方根值所得到的综合像移来进行动态MTF的影响计算。此外，由于相机按推扫方式成像，在积分时间内，卫星在推扫方向向前运动按照一个像元来考虑。按照目前敏捷卫星平台和0.7m/2.8m相机的设计分析结果，全色谱段的综合像移以及对应的MTF影响如表7至表9所示：

表7推扫方向综合的不同步像移

表8线阵方向综合的像移

表9综合像移造成的MTF影响

将各种因素所带来的像移影响作为输入变量，表中的数据可作为计算方法的输入。

c、综合MTF的实现要求

由于自然景物丰富，TDICCD采样相位多种多样，大气和重力等的MTF受环境条件的影响，压缩解压缩的影响受不同图像的限制，暂时无法进行准确的分析，其MTF影响按照0.90进行简化处理。

计算方法：MTF＝MTF_静态×MTF_动态×0.9

MTF_静态＝MTF_光学设计×MTF_光学加工×MTF_光学装调×MTF_器件×MTF_电路

其中f₀为振动的频率，N代表积分级数，Δa为综合的像移量，另Δa₁、Δa₂、Δa₃、Δa₄分别为姿态稳定度、积分时间误差、偏流角校正误差和颤振所引起的像移，则

即MTF计算的输入条件有：

静态传函影响输入：包括光学设计、光学加工、光学装调、器件和电路；

动态传函影响输入：姿态稳定度、积分时间误差、偏流角校正误差、颤振，积分级数、颤振频率。

输出计算结果为：推扫方向的MTF和线阵方向的MTF。

按照目前的输入条件和计算方法，全色谱段的综合在轨MTF评价结果为表10：

表10在轨MTF(PAN)

(2)像元分辨率计算方法

像元分辨率(GSD)的计算通过将以下模型进行编程来实现。模型的计算处理前提包括以下几个方面：

1、地球按照理想圆来计算；

2、以光轴中心对应的地面像元分辨率作为分析计算的依据；

3、不考虑大气折射和成像期间地面起伏的影响；

4、不考虑成像瞬间的相对运动影响；

5、用推扫方向和线阵方向两个方向的分辨率作为输出。

令轨道高度为H，相机像元尺寸为d，焦距为f，卫星姿态机动指向角为α，投影到地面与飞行方向x的夹角为卫星姿态机动的两个角度α、

作为输入，如图所示。

为计算随着卫星姿态机动，地面像元分辨率的变化，将姿态机动分解为侧摆和俯仰两个动作的合成，等效的侧摆角为β，俯仰角为γ。

GSD_推扫方向和GSD_线阵方向的平均值作为分辨率的计算结果输出。

(3)成像幅宽计算方法

成像幅宽的计算通过将以下简化模型编程来实现，模型的简化处理：

1、假设地球为理想圆；

2、不考虑大气折射和成像期间地面起伏的影响；

3、不考虑成像瞬间的相对运动影响。

如图所示，令轨道高度为H，卫星姿态机动指向角为α，投影到地面与飞行方向x的夹角为

相机的视场角为FOV，则姿态变化后，A点与B点间的距离即为实际幅宽，地球半径为Re，将姿态机动分解为侧摆和俯仰两个动作的合成，等效的侧摆角为β(A、B两点的侧摆角分别为β₁，β₂)，俯仰角为γ。

其中，A、B点的姿态机动指向角分别为α₁、α₂投影到地面与飞行方向x的夹角为

则：

${\mathrm{\α}}_1=\arctan \sqrt{{\left({\tan \mathrm{\β}}_1\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\γ}\right)}^2}$

${\mathrm{\α}}_2=\arctan \sqrt{{\left(\tan {\mathrm{\β}}_2\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\γ}\right)}^2}$

其中

令a＝H×tanα₁，b＝H×tanα₂，θ＝|θ₁-θ₂|

$c=\sqrt{a^2{\sin }^2\mathrm{\θ}+{(b-a\cos \mathrm{\θ})}^2}$

$d=\frac{H}{{\cos \mathrm{\α}}_1},$ $e=\frac{H}{{\cos \mathrm{\α}}_2},$

${\mathrm{\θ}}^{\′}=\arccos \left(\frac{d^2-c^2+e^2}{2\mathrm{de}}\right)$

$f=(\mathrm{Re}+H){\cos \mathrm{\α}}_1-\sqrt{{\mathrm{Re}}^2-{(\mathrm{Re}+H)}^2{\sin }^2{\mathrm{\α}}_1}$

$g=(\mathrm{Re}+H){\cos \mathrm{\α}}_2-\sqrt{{\mathrm{Re}}^2-{(\mathrm{Re}+H)}^2{\sin }^2{\mathrm{\α}}_2}$

$h=\sqrt{f^2-g^2+2g(g-f\cos {\mathrm{\θ}}^{\′})}$

$\mathrm{\φ}=2\arcsin \left(\frac{h}{2\mathrm{Re}}\right)$

幅宽为A、B两点间的距离L_AB＝φ×Re，φ的单位为弧度。

A、B两点间的距离L_AB作为幅宽输出。

二、各个计算参数的权重分配

成像等级的计算需要根据MTF、像元分辨率、成像幅宽几个参数的分析计算结果结合实际的需要所占的比重来计算出成像所得的分数，因此需要确定各参数在最终成像等级预估中所占的权重。设q1、q2、q3分别为MTF、像元分辨率、成像幅宽所占的权重，则需保证q1+q2+q3＝1，其中q1的取值范围为0＜q1＜1、q2的取值范围为0＜q2＜1、q3的取值范围为0＜q3＜1。在此考虑到敏捷卫星高分辨率对地成像的特点，针对重点城市区域的目标特征，几个参数的重要性依次为像元分辨率、MTF、成像幅宽，故设定权重分辨为0.4、0.3、0.3。原则上权重可根据需要和成像关注点不同进行调整，一般的，对单次成像来说，对哪项参数要求较高，可将其权重提高。例如，在一次精细目标成像任务中，分辨率高则有利于目标判读，则可将像元分辨率所占权重提高，则分辨率高的图像能够获得较高的成像质量预估等级，卫星任务安排时选择最高成像质量等级对应的拍摄方式，例如最优的轨道或时间窗口。

三、计算成像条件评估等级

根据参数计算结果和权重分配原则，确定出当次成像任务所得分数及等级情况。成像等级的计算要根据MTF、像元分辨率、成像幅宽几个参数的分析计算结果结合实际的需要所占的比重来计算出成像所得的分数，再根据分数所在的等级区间来确定。令f₁、f₂、f₃分别为相机传递函数、像元分辨率、成像幅宽的分数，其中0＜f₁＜10、0＜f₁＜10、0＜f₁＜10，q₁、q₂、q₃分别为相机传递函数MTF、像元分辨率、成像幅宽所占的权重，则成像条件确定的分数f_总可表示为：f_总＝f₁q₁+f₂q₂+f₃q₃，分数f_总采取四舍五入，根据所得的分数f_总所在的区间确定成像等级，等级确定的方法为：分数f_总为8至10分确定为第一等级，成像质量最优，可直接应用；分数f_总为6至8分确定为第二等级，成像质量良好，可经过处理后应用；分数f_总为4至6分确定为第三等级，成像质量中等，根据应用的迫切程度来决定是否留用；分数f_总为2至4分确定为第四等级，成像质量较差，在极特殊情况下使用，否则舍弃；分数f_总为0至2分确定为第五等级，成像质量差，直接舍弃。

例如：像元分辨率最优的情况为星下点的0.7m(PAN)，设置为最高分10分，最差为俯仰或侧摆45°时的1.4m(PAN)，设置为最低分0分，中间的分辨率情况等比例计算，MTF、成像幅宽也根据最好和最差的情况平均分配分数。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (1)

1.一种敏捷卫星成像条件的确定方法，其特征在于步骤如下：

(1)首先根据相机设计参数和成像时刻的卫星轨道参数、卫星姿态信息进行成像条件相关参数计算，得到敏捷卫星成像条件相关参数的计算结果，敏捷卫星成像条件相关参数计算包括相机传递函数计算、相机像元分辨率计算和相机成像幅宽计算；

(a)相机传递函数MTF计算的计算方法为：

MTF＝MTF_静态×MTF_动态×0.9

MTF_静态＝MTF_光学设计×MTF_光学加工×MTF_光学装调×MTF_器件×MTF_电路

其中：MTF_静态为相机静态传递函数；

MTF_动态为相机动态传递函数；

MTF_光学设计为相机光学设计对静态传递函数的影响；

MTF_光学加工为相机光学加工对静态传递函数的影响；

MTF_光学装调为相机光学装调对静态传递函数的影响；

MTF_器件为相机器件对静态传递函数的影响；

MTF_电路为相机电路对静态传递函数的影响；

f₀为相机振动的频率；

N为积分级数；

Δa为相机综合的像移量，

Δa₁、Δa₂、Δa₃、Δa₄分别为相机姿态稳定度、积分时间误差、偏流角校正误差和相机颤振所引起的像移；

(b)相机像元分辨率GSD的计算方法为：

令卫星轨道高度为H，相机像元尺寸为d，相机焦距为f，卫星姿态机动指向角为α，卫星姿态机动指向角投影到地面与卫星飞行方向的夹角为

将卫星姿态机动指向角分解为侧摆和俯仰两个动作的合成，等效的侧摆角为β，俯仰角为γ，则；

GSD_推扫方向和GSD_线阵方向的平均值，即(GSD_推扫方向+GSD_线阵方向)/2作为相机像元分辨率GSD的计算结果；

其中：GSD_推扫方向为相机推扫方向的像元分辨率；

GSD_线阵方向为相机线阵方向的像元分辨率；

(c)相机成像幅宽的计算方法为：

同样令卫星轨道高度为H，卫星姿态机动指向角为α，卫星姿态机动指向角投影到地面与卫星飞行方向的夹角为

相机的视场角为FOV，地球半径为Re，将卫星姿态机动指向角分解为侧摆和俯仰两个动作的合成，等效的侧摆角为β，俯仰角为γ，卫星视场投影到地面的两个边界点分别为A、B，则卫星姿态变化后，A、B点对应的卫星姿态机动指向角分别为α₁、α₂，投影到地面与飞行方向x的夹角为

令卫星相机的主点为P，则A、B两点对应的侧摆角∠APO为3₁、侧摆角∠BPO为3₂，卫星姿态指向A点与B点间的距离即为实际幅宽；

则：

${\mathrm{\α}}_1=\arctan \sqrt{{\left(\tan {\mathrm{\β}}_1\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\γ}\right)}^2}$

${\mathrm{\α}}_2=\arctan \sqrt{{\left(\tan {\mathrm{\β}}_2\right)}^2+{\left(\tan \mathrm{\γ}\right)}^2}$

其中

令a＝H×tanα₁，b＝H×tanα₂，

$c=\sqrt{a^2{\sin }^2\mathrm{\θ}+{(b-a\cos \mathrm{\θ})}^2}$

令 $d=\frac{H}{{\cos \mathrm{\α}}_1},$ $e=\frac{H}{{\cos \mathrm{\α}}_2},$

令 ${\mathrm{\θ}}^{\′}=\arccos \left(\frac{d^2-c^2+e^2}{2\mathrm{de}}\right)$

$f=(\mathrm{Re}+H)\cos {\mathrm{\α}}_1-\sqrt{{\mathrm{Re}}^2-{(\mathrm{Re}+H)}^2{\sin }^2{\mathrm{\α}}_1}$

$g=(\mathrm{Re}+H)\cos {\mathrm{\α}}_2-\sqrt{{\mathrm{Re}}^2-{(\mathrm{Re}+H)}^2{\sin }^2{\mathrm{\α}}_2}$

$h=\sqrt{f^2-g^2+2g(g-f\cos {\mathrm{\θ}}^{\′})}$

$\mathrm{\φ}=2\arcsin \left(\frac{h}{2\mathrm{Re}}\right)$

幅宽为A、B两点间的距离L_AB＝φ×Re，φ的单位为弧度；

A、B两点间的距离L_AB作为幅宽输出；

(2)确定相机传递函数、相机像元分辨率、相机成像幅宽在成像等级确定中所占的权重，设q1、q2、q3分别为相机传递函数、相机像元分辨率、相机成像幅宽所占的权重，满足q1+q2+q3＝1，其中q1的取值范围为0＜q1＜1、q2的取值范围为0＜q2＜1、q3的取值范围为0＜q3＜1；

(3)令f₁、f₂、f₃分别为相机传递函数、像元分辨率、成像幅宽的分数，其中0＜f₁＜10、0＜f₁＜10、0＜f₁＜10，q₁、q₂、q₃分别为相机传递函数MTF、像元分辨率、成像幅宽所占的权重，则成像条件确定的分数f_总可表示为：f_总＝f₁q₁+f₂q₂+f₃q₃，根据所得的分数f_总所在的区间确定成像等级，等级确定的方法为：分数f_总为8至10分确定为第一等级，成像质量最优，可直接应用；分数f_总为6至8分确定为第二等级，成像质量良好，可经过处理后应用；分数f_总为4至6分确定为第三等级，成像质量中等，根据应用的迫切程度来决定是否留用；分数f_总为2至4分确定为第四等级，成像质量较差，在极特殊情况下使用，否则舍弃；分数f_总为0至2分确定为第五等级，成像质量差，直接舍弃。

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