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什麽是CCD立體相機?嫦娥搭載的

2007年10月24日,嫦娥壹號探月衛星在西昌衛星發射中心成功發射,奔向距離地球約38萬公裏外的月球。本次探月,普通人也有望看到月球的真實面貌,這都歸功於——立體影像技術。中國首幅月圖由嫦娥壹號衛星搭載的CCD立體相機采用線陣推掃的方式獲取,軌道高度約200公裏,每壹軌的月面幅寬60公裏,像元分辨率120米。

CCD立體相機

CD(Charge-Coupled Device,電荷耦合器件)是可用於立體相機的壹種重要組成部分。它壹種光敏半導體器件,其上的感光單元將接收到的光線轉換為電荷量,而且電荷量大小與入射光的強度成正比。這樣,矩陣排列的感光單元構成的面陣CCD便可傳感圖像。CCD現在被廣泛應用於數碼相機和數碼攝像機中,同時也在天文望遠鏡、掃描儀和條形碼讀取器中有應用。

嫦娥壹號所使用的CCD立體相機在研制中采用了許多創新技術,如首次提出采用壹個大視場光學系統和壹片大面陣CCD芯片。它用壹臺相機取代三臺相機,能夠實現拍攝物的三維立體成像。立體相機在工作時,采集CCD的輸出,分別獲取前視、正視、後視圖像,隨後進行處理,形成立體圖像。CCD立體相機以自推掃模式工作,為了重構月表立體影像的需要,在設計上做了特殊處理。

衛星在飛行時,CCD立體相機沿飛行方向對月表目標進行推掃,可以得到月表目標三個不同角度的圖像。由於立體相機固定在衛星上不能自由轉動,所以它只是隨衛星與月球間的相對運動而移動,對月球表面進行掃描。這臺CCD立體相機還以設備的小型化和輕量化提高了對空間環境的適應能力,它降低了有效載荷的重量,這使得火箭的發射能力、衛星的體積和重量及其他配套設施的改造等壹系列技術問題的實現難度得以降低。

目前,世界上現存的月球立體照片數量有限且不完整,如果這次探月能夠順利完成,那麽我們就能夠得到栩栩如生的全月地形地貌的立體照片。

獲取完整的月球立體影像資料不僅是為了讓大家能看到月球的地貌圖片,它具有深遠的研究價值。科學家可以根據這些立體畫面劃分月球表面的構造和地貌單位,制作月球斷裂和環形影像綱要圖,勾畫月球地質構造演化史,研究月球、宇宙的起源,並為下壹步月球車以及宇航員登月選擇著落地點提供科學依據。我們期待早日看清月球的廬山真面目!