A Visual Feedback Approach for Focal Plane Stabilization of a High Resolution Space Camera (Ein Ansatz zur Bildgestützten Regelung für die Fokalebenenstabilisierung einer Hochauflösenden Satellitenkamera)

In this article a new concept of a smart satellite pushbroom imaging system with internal compensation of attitude instability effects is presented. The compensation is performed within the optical path by an active opto-mechatronic stabilization of the focal plane image motion in a closed loop system with visual feedback. The real-time image motion measurement is derived from an auxiliary matrix image sensor and an onboard optical correlator. In this way the effects of attitude instability, vibrations and micro shocks can be neutralized, the image quality is improved and the requirements to the satellite attitude stability can be reduced considerably. The paper describes the principles of operation, the main system elements and gives detailed performancefigures derived from a simulation performance model, which contains all relevant components of the smart imaging system. Dieser Beitrag behandelt ein neues Konzept fur eine kompakte Fernerkundungskameramit interner Kompensation von Lagestorungen. Die Kompensation erfolgt uber einen bildgestutzten, opto-mechatronischen Regelkreis, womit eine Stabilisierung der Bildbewegung in der Fokalebene erreicht wird. Zur in-situ Messung der Bildbewegung werden ein MatrixBildsensor und ein optischer Korrelator verwendet. Mit dieser Anordnung konnen die Effekte von Lagestorungen und Vibrationen unterdruckt werden und gleichzeitig die Bildqualitat bei reduzierter Lagegenauigkeit des Satelliten verbessert werden. Der Beitrag beschreibt die grundlegenden Funktionsprinzipien, die wesentlichen Systemelemente und prasentiert detaillierte Leistungsmerkmale auf der Basis eines speziellen Verhaltensmodells.