無人機(jī)低空遙感技術(shù)發(fā)展迅速。目前，無人機(jī)云下低空飛行，可獲取高分辨率的數(shù)字影像［1-3］。由于飛行平臺(tái)相對(duì)于地面的線性運(yùn)動(dòng)、平臺(tái)飛行姿態(tài)變化（俯仰、翻滾、偏航），飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)以及活動(dòng)部件的振動(dòng)等復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，相機(jī)曝光時(shí)間內(nèi)獲取圖像的過程是個(gè)復(fù)雜動(dòng)態(tài)的過程，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致圖像模糊，降低圖像分辨率，使圖像質(zhì)量惡化。調(diào)制傳遞函數(shù)是描述成像分辨率的直接方式，分辨率越高，MTF 受運(yùn)動(dòng)模糊的影響就越嚴(yán)重［4］。為了消除或者減小運(yùn)動(dòng)模糊，一個(gè)直接的方法是縮短曝光時(shí)間［3］，但縮短曝光時(shí)間會(huì)引起圖像信噪比降低，圖像的質(zhì)量就隨之下降。因此，為了補(bǔ)償動(dòng)態(tài)航攝曝光時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，需要采用實(shí)時(shí)的像移補(bǔ)償方法。已有的像移補(bǔ)償方法有：機(jī)械式像移補(bǔ)償［5-6］、光學(xué)式像移補(bǔ)償［7］、電子式像移補(bǔ)償［8］以及圖像恢復(fù)像移補(bǔ)償［9］，但無論采用哪種補(bǔ)償方法，準(zhǔn)確探測(cè)像平面的運(yùn)動(dòng)位移矢量（以下簡(jiǎn)稱像位移，區(qū)別于單幅影像上的運(yùn)動(dòng)模糊導(dǎo)致的像移）是采取相應(yīng)像移補(bǔ)償方法的前提條件。光學(xué)聯(lián)合變換相關(guān)器（ JTC）是空間相機(jī)像位移測(cè)量常用的硬件裝置，一般通過在相機(jī)焦面上安裝高幀頻的輔助面陣圖像傳感器，在相機(jī)運(yùn)動(dòng)成像時(shí)高速采集圖像序列，并利用 JTC 對(duì)相繼采集到的兩幅時(shí)序圖像進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，測(cè)量互相關(guān)峰，達(dá)到像移測(cè)量的目的［10-14］。JTC 在星載相機(jī)位移矢量探測(cè)方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，包括位移矢量測(cè)量精度高、計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，在仿真和地面試驗(yàn)方面取得了進(jìn)展，但是該算法的硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)合變換相關(guān)器在算法的檢測(cè)精度、實(shí)時(shí)性、光機(jī)電的設(shè)計(jì)方面仍然存在一些問題，與實(shí)際應(yīng)用于星載相機(jī)圖像補(bǔ)償系統(tǒng)中尚有差距。

　　傳統(tǒng)聯(lián)合變換相關(guān)器像位移測(cè)量原理如圖 1 所示，將兩幀待測(cè)量圖像輸入于同一平面，經(jīng)過兩次二維傅里葉變換后，即可獲得同時(shí)包含了自相關(guān)信息和互相關(guān)信息的互相關(guān)譜圖像。然后采用互相關(guān)峰提取算法和質(zhì)心算法確定其位置，得到參考幀與目標(biāo)幀圖像之間的相對(duì)位移量。