长线阵CCD拼接仪的设计

　　1前言

　　由于制造CCD工艺技术上的困难，至今没有特长的线阵CCD面世。为了满足CCD遥感相机大视场、宽覆盖的成像要求，需要对现有的CCD有序地拼接。故而迫切需要研制一套新烈大尺寸、高精度、自动化的拼接仪，它是研制、生产各类大视场CCD遥感器的必要的技术保障设各。

　　CCD拼接技术是以CCD为操作对象，具有精度要求高、工艺复杂、实现难度大的特点。2(7世纪70年代，法国为了研制SPOT卫星，曾要求美国仙童(1}'airchild )公司研制了一套线阵CCD拼接设各。由于种种原囚，该公司制造的拼接仪精度米能达到法国SPOT相机的要求，迫使法国在进行正样相机的CCD拼接时，改用由马特拉公司自行开发研制的、由计算机实时地进行控制与管理的智能机器人为基础的拼接系统。

　　由于拼接仪研制费用较为cu贵、需求市场狭小，加之这种设各通常属于研制航天遥感器时使用的专用设各，囚而在国际市场上并无此类设各供应。

　　国内方面，除了在20世纪80年代末期，原航空部303所曾经为508所研制过一台拼接长度约为100mm的光学拼接仪外，尚无对特长线阵CCD进行拼接(包括光学拼接和视场拼接)的设各。

　　因此.设计长线阵CCD拼接仪对于圆满完成航天遥感器的研制任务，提高遥感器的性能指标，保证质量和可靠性具有重要的现实意义和科学价值。

　　2拼接仪总体方案概述

　　长线阵CCD拼接仪用AC伺服电机驱动，精密扮杠作为进给装置。光栅尺和光电脉冲编码器对工作台进行检测定位，并将结果反馈给计算机，实现闭环控制。

　　为满足长线阵CCD拼接仪的高精度指标，除了要有高精度的导轨及其相关机械部件作构架基础外，更重要的是需要有精密控制系统作为它的核心。为完成拼接时复杂的调整操作，需要设各具有操作自如、运动灵活和重复精度、稳定性和精确性俱佳的机械手。

　　另外，囚CCD像元尺寸较小，为了便于对其观察，以提高拼接的质量，设备还需要有光学成像系统对CCD像元进行千倍以上的放大，并需要有一套相应的图像接收及处理系统对CCD像元的图像进行实时的精密测量。

　　基于以上分析，所设计的拼接仪的总体结构布置如图1所小。照明光源经光学系统会聚后照射到位于气浮工作台的CCD上，CCD的反射光线在经光学系统成像后被一个面阵摄像系统接收并成像在计算机的显小屏上。这样，通过沿Z向导轨移动的光学系统调焦，可以在计算机屏上观察到清晰CCD像元放大像。

　　图1 中,X向导轨为长线阵CCD的线阵拼接方向;州句导轨既可以用于拼接时的Y向微量调整，也可以用于完成视场拼接时在视场方向的移动;G向导轨用于光学系统成像时的焦面调整，如图1所小，在进行长线阵CCD的拼接时，根据所需的两种拼接方式的不同技术状态，可以通过使用不同的光学成像系统来分别完成光学拼接或视场拼接。