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空间遥感相机作为空间对地观测的重要手段之一，在军事侦察、地理测绘和态势感知等领域起着至关重要的作用，在日趋复杂的国际环境和日益发展的国内经济社会环境中扮演着不可替代的关键角色。随着需求的提升，其应用模式也日益丰富多彩。而众所周知，自动聚焦技术是所有成像系统成像质量的重要技术保障。对于遥感相机，自动聚焦技术更是遥感相机关键技术指标分辨率和调制传递函数得以保证的关键技术。相对于手动调焦，自动聚焦技术具有速度快、精度高等优势，因此在遥感相机的开发与研制过程中被国内外研究者广泛关注。本文研究了目前几种典型的遥感相机（扫描式遥感相机、地球静止轨道凝视型遥感相机和低轨短时凝视成像遥感相机）的自动聚焦方法。这三种类型的遥感相机的工作轨道和成像参数各有不同，传统的基于图像清晰度评价函数的自动聚焦方法无法覆盖目前的需求。因此，本文从实际应用出发，深入研究了各种遥感相机的自动聚焦方法，论文的具体研究内容包括如下几点: 1、对于扫描式遥感相机，本文提出了基于重叠成像的扫描式遥感相机自动聚焦方法。该方法利用国内外通用的焦平面探测器结构，将传统的图像清晰度评价函数体系整体推广应用至扫描式遥感相机中，并专门设计了可靠性提升方法，使得自动聚焦成功率较传统方法提升了约12％;此外，还提出了基于面阵探测器数字TDI重叠成像的自动聚焦方法，分析了像移对自动聚焦效果的影响，并提出了基于小波分解方向性参数的新型图像清晰度评价函数，有效消除了像移的影响。 2、对于地球静止轨道凝视型遥感相机，在分析了其成像特点的基础上，详细介绍和分析了传统的图像清晰度评价函数体系和各自的特点，通过实际的遥感图像仿真分析了几种典型的图像清晰度评价函数特性，并确定了适用于地球静止轨道凝视型遥感相机分辨率相对较低特性的评价函数;此外，为提升聚焦效率，提出了基于轮廓信息提取的评价窗口选择判据，并进一步地提出了基于微粒群搜索算法的评价区域快速定位方法，大幅度提升了自动聚焦效率。 3、对于低轨凝视型遥感相机，基于其视频拍摄的自动聚焦需求，提出了基于双透镜二次成像的相位检测自动聚焦方法，实现了一步式快速检焦和调焦。推导了相位差和离焦量之间的数学关系模型;此外，又提出了基于双谱段成像的相位检测自动聚焦方法，利用双谱段滤光片和线阵探测器实现了类似的相位检测功能;最后，为大幅度简化相位检测自动聚焦的软硬件，提出了基于微透镜阵列和探测器相结合的两种自动聚焦方法:基于微透镜和像元遮挡的方法和基于微透镜和特殊像元结构的方法。给出了基于相关函数的图像相位检测方法并进行了仿真分析。