2、相机拍摄图像的基本原理
图1 利用三线阵方式拍摄月面图像的原理示意图
为了确保相机所拍摄的图像清晰,制定了当太阳与月面夹角大于15度时相机才开始拍摄的工作模式。
相机工作时,CCD立体相机采用线阵推扫的方式获取月面同一目标的前视、正视和后视三条线阵的影像,即利用1024行中的第1行、第512行和第1023行分别对月面同一目标进行三次扫描拍摄:第1行数据为前视17?获取的图像,第512行数据为正视图像,第1023行为后视17?获取的图像。形象地说就是,当相机与拍摄目标连线与垂直方向成17?时,CCD立体相机探测器的第1行获取目标的前视图像,经过大约42秒(卫星运行了约66km)后,CCD立体相机探测器的第512行获取该目标的正视图像,再经过大约42秒后,探测器的第1023行获取该目标的后视图像。这样,月面同一目标就在84秒的时间内被CCD立体相机拍摄了三幅照片,即地面目标的前视、正视和后视图像(图1)。
二、第一幅图数据的传输
与过去的航天测控任务不同的是,嫦娥一号卫星在远距离发送数据的过程中,存在着信号在空间衰减大、信道余量较小、地面接收困难等难题。为确保探测数据的可靠接收,由我国专门研制了两座目前我国口径最大的分别安装在中科院国家天为台北京密云和云南昆明的50米和40米数据接收天线,具备了距离40万公里、码速率3Mbps的数据接收能力。CE-1卫星的科学探测数据就是由这两座接收天线负责接收的(图2)。
图2 北京密云和云南昆明数据接收地面站接收CE-1卫星下传数据示意图
CE-1卫星探测数据的接收必须是卫星处于测控系统喀什站和青岛站的可跟踪和可控的可见弧段内以及进入地面应用系统密云50米数据接收站和昆明站40米天线数据接收站的可接收弧段内才能进行的,四站同时跟踪卫星信号。在喀什站、青岛站对卫星精确测控的辅助下,CCD立体相机拍摄获得的图像数据通过卫星上的有效载荷数据处理系统存储、编码,然后传送至卫星发射机,通过星上定向天线以固定频率向地球发送,北京密云地面站和昆明地面站同时接收下传数据,并通过专用的光纤通信网络实时传输到坐落在中国科学院国家天文台的地面应用系统总部后,进行数据的分析、处理与研究的。