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第19届中国遥感大会

第19届中国遥感大会

  • 召开年：2014
  • 召开地：西安
  • 出版时间： 2014-09-20

主办单位：;中国宇航学会;;中国测绘学会;;中国地理学会;;中国地质学会;;中国气象学会;;中国海洋学会;;中国感光学会;;中国自动化学会;;中国水利学会;;中国土壤学会;;中国环境科学学会;;

会议文集：第19届中国遥感大会论文集

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  • 摘要：本文提出了一种利用载荷观测恒星进行弥散斑标定的方法,可同时支持开展绝对辐射标定与视线标定工作;探测载荷系统在地面总装过程中虽经过严密的标定，但在轨受到多种因素的影响，包括：在轨热环境、微重力环境变化导致光学系统焦距变化，探测器、光学系统的制冷温度波动，以及在轨污染和探测器性能老化等，使得像元弥散斑等特性参数也不断发生变化，需要在轨利用稳定的点源基准定期修正弥散斑模型，支持对探测系统性能的高精度标定和应用。遥感卫星对目标的方位测量一般是通过平台姿态测量结合轴系坐标转换的方法，采用上述方法进行目标定位，影响计算精度的主要因素包括平台惯性指向测量误差、测量部件与相机的相对惯性确定误差、轨道定位和时间同步误差等。通过像元弥散斑标定来精确描述点扩散函数(PSF)，也有益于提升目标定位精度，这对于高精度测量型卫星任务而言是一个不可忽略的因素。对于点目标探测系统而言，在轨利用恒星观测最大的优势是可以有效地支持弥散斑标定任务的开展，这是其他标定方法所无法实现的；通过观测恒星还可以支持开展绝对辐射标定与视线标定活动，是一种非常高效便捷的在轨标定方法。
  • 摘要：针对某型号载荷的力学性能要求及发射环境条件,采用一种新型隔振装置对空间载荷实施整体隔振.本文对某空间载荷做了详细的仿真分析,并进行了相应的正弦及随机振动试验,试验结果与分析结果表明,采用该新型隔振装置后,载荷上各部组件的高频响应得到了很好的抑制;另外,通过改变隔振器刚度胶层数目,可以在一定的频率范围内调节载荷整体基频,满足载荷实际需求.
  • 摘要：本文提出了一种基于光学基准星的全波段、全口径定标方法,用于对在轨光学遥感器进行高精度的绝对辐射定标.采用太阳作为基准光源,借助在轨的光学基准星,将太阳辐射间接引入光学遥感器,对其进行绝对辐射定标.文章建立了基于光学基准星的绝对辐射定标过程中的太阳辐射能传递模型,对地球同步轨道的特定遥感器进行了实例计算,得出了定标过程中的信号电压与基准星、太阳和遥感器三者相互位置之间的关系,对工程实现具有一定的参考价值.最后,分析了该定标方法中存在的主要误差项及其对定标精度的影响,并根据分析结果,提出了光学基准星的后续发展建议.
  • 摘要：本文利用天绘一号卫星的这种特点,提出了一种基于实时遥测数据中星载GPS高精度定位结果的行周期预报方法.该方法以星载GPS高精度定位结果为初始值,以轨道积分方法计算卫星的位置和速度从而预报卫星的行转移周期,并且与天绘一号星载GPS实时计算的行转移周期进行比较,验证该方法的可行性.
  • 摘要：根据某无人机系统的技术指标要求和功能特点,设计了一款两轴两框架的轻小型稳定平台,选取方位—俯仰型,伺服电机间接驱动齿轮传动机构的结构形式,有效减少了整机的重量,并且结构紧凑轻巧.通过对轴系精度进行分析以及驱动载荷估算,完成了平台的详细结构设计.该稳定平台体积小、重量轻、可靠性高,可满足实际需求,并具有一定的推广价值.
  • 摘要：本文分析了甚高分辨率空间相机的系统特点,研究了各种因素产生的波前像差的形式和特点,设计了适用于大视场推扫成像方式的在轨波前探测方案,构建了新的理论模型,采取了地物预判、像移补偿、噪声去除、图像配准等技术手段优化波前复原流程和算法.仿真分析表明该技术可以满足甚高分辨率空间相机的在轨波前探测要求。
  • 摘要：本文简要介绍了地球静止轨道高分辨率对地凝视成像技术的研究现状,重点介绍了基于整体式望远镜的地球静止轨道高分辨率对地凝视成像的关键技术.对于地球静止轨道高分辨率对地凝视成像，实现高分辨率面临多方面的技术挑战和约束，需要综合考虑任务需求、性能要求、技术基础和约束条件，通过反复迭代和综合折中考虑，对指标要求和系统设计进行优化，以便用较小的代价来满足任务需求。地球静止轨道高分辨率对地凝视成像需采用大口径光学系统。大口径光学系统的光学设计、光机结构设计特别是力学和热学稳定性设计难度很大；此外，在地面温度和重力环境下进行加工和装调来满足在轨温度和微重力环境下的成像要求，难度也很大。大口径光学系统入轨后可能会因应力释放或温度变化导致面形发生变化，可采取主动控制措施对反射镜面形变化进行调整，以保证成像质量。对千地球静止轨道高分辨率对地凝视成像，为了满足高空间分辨率和一定的观测幅宽要求，需采用大规模面阵探测器。卫星姿态和轨道控制以及姿态机动都可能会导致视线不稳定，相机内的活动机构也会引起视线不稳定，必须采取措施将这些影响降低到可接受的水平，才可能实现地球静止轨道高分辨率对地凝视成像。
  • 摘要：文章对国际上近来发射和在研的被动遥感大气探测器现状进行了介绍,论述了大气探测遥感器的主要技术途径.大气探测载荷的技术路线主要是傅里叶变换干涉型技术和光栅分光型技术并行发展，各有长短，更多创新型的光谱仪会被用于星载大气探测。超高分辨率光谱仪实现大气定量监测是未来发展方向，过去的十几年，国外已发射的星载大气探测仪的光谱分辨能力多在几千量级，而近年研制的探测仪光谱分辨力达到48000以上，可实现更高的探测精度。空间分辨率要求越来越高，过去的十几年，国外已发射的星载大气探测仪的空间分辨率从几十千米级提高到公里级，如近年研制的OCO其空间分辨率达到公里级，可实现更高的区域探测。目前温室气体探测任务明确而紧迫，实现该目标对仪器的通道波长范围、光谱分辨率、探测灵敏度等提出了更高的要求，同时需要其他仪器来协同观测云和气溶胶的影响。并对遥感结果的验证提出更高的要求（地基综合验证）。随着技术进一步成熟，多种观测模式相结合将是未来大气探测载荷的发展方向，如主、被动深度结合的新型大气探测仪。
  • 摘要：本文分析不同成像条件下的偏置信噪比和调制信噪比,给出成像TDI级数设置的建议.为了充分利用TDICCD器件多级积分的能力，以最大反射率ρ=1器件不饱和为约束条件来调整设置TDI级数，在低太阳高度角时，用较大的TDI级数（主要用64、48和32级），在同一档TDI级数设置时，随着观测角度的增大由于积分时间的随之变大，信噪比由此也变大。在高太阳高度角时，用较小的TDI级数（主要用32、24、16和8级），在同一档TDI级数设置时，随着观测角度的增大由于积分时间的随之变大，信噪比由此也变大。TDI级数的中间跨度的合理设置，跟观测角度的优化匹配，能够有效地提高信噪比。
  • 摘要：由于载体平台振动因素的影响,高分辨率航空相机的成像质量很难达到预期效果,本文以国外分辨率远距离斜视侦察相机DB-110为例,仿真分析了高低频纵向振动和横向振动对成像质量的影响,根据不同振动类型与MTF退化之间的关系,数值仿真了各种振动对成像质量的影响大小,结果表明横向振动是降低图像分辨率的主要原因,针对空间频率55lp/mm的DB-110远距离斜视侦察相机,提出了高频被动隔振要求和低频惯性稳定控制稳定控制精度要求,可作为高分辨率航空相机的设计依据.
  • 摘要：文章分析了高分辨光学载荷对微振动环境抑制技术的需求,介绍了微振动环境抑制技术的基本原理及国内外应用情况.在此基础上,文章总结了光学载荷微振动抑制技术的发展趋势,并对中国光学载荷微振动抑制技术的后续发展提出了若干建议.重视先进阻尼材料如金属橡胶、磁流变粘弹性材料等在空间光学载荷上的研究与应用。空间光学载荷结构中，由于条件限制有许多部件不可能在其主要表面上进行阻尼处理。同时，大面积的阻尼处理会导致附加重量增加。在此情况下，阻尼层位置如何确定，采取怎样的结构形状，这些就构成结构优化问题。必须寻求正确的理论依据和合理的优化技术。遥感成像系统建模和像质综合评估技术能够为高分辨率光学载荷抖动响应分析和成像质量评估提供理论依据和技术支持。另外，还需要开展微振动环境对相机成像质量影响的地面试验技术研究。主被动一体化振动抑制技术兼有主动和被动两种控制方式的优点，是一种综合型振动控制解决方案，可以针对不同频段扰振特性设计一体化的振动抑制装置，是目前较为流行的微振动抑制策略。
  • 摘要：双向过采样成像探测体制,解决了传统单采样体制下的红外点目标探测难点,有效提高了图像中的目标检测信噪比及降低了虚警,提高了目标检测性能.根据仿真结果，在信噪比相同的条件下，双向过采样方式与常规采样方式比较，不论目标能量强弱，双向过采样图像的目标检出能力大于常规采样图像的目标检出能力；在目标能量相同的条件下，双向过采样方式与常规采样方式比较，不论信噪比高低，双向过采样图像的目标检出能力大于常规采样图像的目标检出能力。因此，双向过采样的目标检出能力大于常规采样的目标检出能力。可以说明与比常规采样方式比较，双向过采样方式能够有效提高目标图像的稳定性和动态性噪比，能够更早的发现目标，而且双向过采样方式的虚警率也低于常规采样方式。
  • 摘要：在轨运行期间,卫星平台的抖动导致主动式相控阵天线(Active Phase Array Antenna,APAA)的高频颤振,进而影响相控阵天线在远场目标处的电磁响应,降低合成孔径雷达(Systhetic Aperture Radar,SAR)的成像质量.根据高频颤振引起的相控阵天线单元的位置偏差,建立了包含颤振误差的APAA模型.在此模型的基础上,分析了高频颤振误差对天线方向图函数和SAR回波信号模型的影响,并进行计算机仿真,仿真结果和理论分析结果的一致性证明了该模型的有效性.实验结果为特定参数下的高分辨率SAR成像提供了参考门限,对未来SAR系统的参数设计具有一定的指导意义.
  • 摘要：本文阐述了为解决大口径望远镜系统的需求，将衍射光学引入，研制大口径可折叠透镜表现出极大的优势，如质量小、成本低。在应用中，衍射透镜因其自身特点而具有两个缺陷，即工作波长范围较窄和系统透射率较低。提出的设计方法，将闪耀光栅引入到薄膜衍射透镜的设计中，通过选用透明材料基底，分区刻制闪耀光栅面，大大提升了系统的衍射效率，增加系统透射率，提高了成像质量。通过分析薄膜透镜的色散效应为后续校正系统提供设计输入。利用本文提出的设计方法研制的薄膜衍射透镜为中心旋转对称系统，其实体表现为分区域环形光栅面，而环形光栅面的制作则是另一需要解决的问题。
  • 摘要：文章对星载L波段综合孔径微波辐射计海洋盐度测量原理进行了介绍;详细介绍了星载L波段综合孔径微波辐射计系统设计;针对干涉测量原理进行试验验证.星载海洋盐度测量综合孔径微波辐射计能够实现高分辨率和大观测幅宽的海洋盐度观测，可以搭载于海洋观测卫星，进行全天候、全天时的观测，获得全球大尺度的海洋盐度和土壤湿度资料，对提高短期极端天气以及长期气候预测的准确性有着非常重要的作用。在观测海洋时可以进行海洋盐度测量，提供准确的海洋盐度、海洋环流和海洋气候等信息，为中国海洋上的经济活动提供十分重要的海洋环境保障条件。
  • 摘要：本文介绍了长焦斜视相机的两种成像方式,以及国外典型长焦斜视相机扫描稳像技术的现状,分析了长焦斜视相机扫描稳像控制精度的需求,提出了一种基于惯性空间的二维扫描稳像方案,给出了系统组成及控制电路工作原理,建立了扫描稳像控制算法模型,采用matlab软件进行了控制系统仿真分析,分别对横滚回路和方位回路在外界扰动和载机扰动的条件下对扫描稳像控制精度进行分析,根据仿真结果可以看出,该二维扫描稳像系统能够满足总体扫描稳像精度的要求,可以作为工程应用的研究基础.
  • 摘要：本文阐述了X射线探测系统是深空自主导航和空间天文观测的关键技术,基于微孔光学阵列(Micro plate opucs-MPO)的X射线聚焦系统因具有大视场和轻小型化的特点,成为X射线光学系统新的发展方向.分析了微孔光学阵列的聚集原理,利用Tracepro软件建立了标准的MPO模型,并通过蒙特卡罗光学追迹法进行了模拟成像,得到了中心聚集效率为31.5％的十字形焦斑.最后在可见光波段对MPO样品进行了成像实验,所得的实验结果与理论分析和仿真结果基本吻合,验证了理论分析和仿真模拟的正确性.
  • 摘要：针对偏视场同轴三反遥感相机光学系统中折转镜遮拦无法直接测量系统主距的问题,分析了畸变对主距计算误差的影响,给出了根据内方位元素测试相关数据计算主距的方法.通过理论计算与软件仿真分析的比对验证了计算方法的准确性.虽然光学系统的曲率、面形等参数对光学系统的主距均会产生不同程度的影响，但对于已完成装调的光学镜头而言，可以将光学系统每个反射镜的曲率、面型等实测值代入光学设计软件，此时影响光学系统主距的主要参数将是镜间距的变化。根据对该同轴三反光学系统敏感性的仿真分析可知，次三镜间距变化对主距的影响甚微，为简化分析本文选择忽略不计。所以主次镜间距变化成为导致实际装调后光学系统主距与光学设计的理论主距存在差异的主要因素。根据内方位元素测试所得值计算的三反系统某视场的实际像高，通过改变光学系统主次镜的间距模拟实际光学镜头装调后的状态，从而得到与该视场像高测试值相匹配的光学系统的主距。
  • 摘要：本文系统介绍了集成窄带滤光片的基本结构与原理、在可见、近红外和短波红外等不同波段可行性的实验验证、通过双腔集成滤光片改善通道波形等,实现与探测器完全匹配的集成滤光片制备,在2mm内集成了16个光谱通道,并从原理上验证了用新型分光器件构造光谱分辨率优于2nm的微型光谱仪和H2S气体探测微型光谱仪的可行性,该分光新模式已被实践卫星采纳并应用于空间生物实验多光谱成像仪,预计很快发射.
  • 摘要：本文系统介绍了国内外可用于大口径非球面反射镜加工的先进工艺及常用方法,进行了关键技术、优缺点分析,并对北京空间机电研究所对先进光学制造技术的研究工作和工程成果作一个总体的介绍,包括离轴非球面轻量化铣磨成型、大口径非球面反射镜小工具头抛光和离子束精密抛光技术研究等.在理论研究基础上，提出了分频加工的理念，低频误差采用大口径离子源加工，通过控制数据的优化可以有效抑制中高频误差的产生。展开了非线性误差校正技术的研究，使面形误差线性化，并采用多项式拟合的方法来逼近光学追迹的结果，根据拟合误差确定拟合多项式的最高幂数，将此误差与数控机床的定位精度相比较，确定进行拟合的多项式次数，将实际的干涉检验结果按照镜面坐标系进行面形重构重构，从而校正测量坐标系与工件坐标系之间的偏差，然后用校正后面形误差指导加工。
  • 摘要：本文介绍了离轴非球面反射镜是高分辨率、大视场空间相机的核心元件,其镜面的形状精度和表面质量要求极高,加工难度很大.针对一块口径Φ1500mm、离轴量3000mm的凹抛物面镜,采用非球面数控研磨成型的单修加工工艺,结合无像差点法和补偿法进行检验,在保证离轴量的前提下大大提高检测精度.加工完成的离轴凹抛物面的面形精度RMS优于λ/40(λ=632.8nm),结果表明此工艺是可行的,具有重要的工程意义.
  • 摘要：超大型遥感器的光学检测用传统方法很难实现,因此,在常规自准直检测法的基础上提出了子孔径拼接检测法.子孔径拼接法以重叠区数据的一致性为基本原则,将测量得到的足以覆盖整个系统口径的多个子孔径数据利用最小二乘法处理,得到全口径的波前数据.通过ZEMAX软件和MATLAB软件对超大型光学遥感器(口径3200mm)进行了子孔径拼接检测仿真实验,获得了系统全口径的波前信息,蜂谷值(PV)为0.0597λ,均方根(RMS)为0.0130λ,与传统全口径自准直检测法得到的波前PV值相差0.0005λ,RMS值相差0.0001λ.
  • 摘要：本文对某型号红外相机隔振器隔振参数的设计及验证方法进行了介绍，在红外相机安装脚处安装涡流传感器，测量安装隔振器后，红外相机开机安装脚的晃动幅值；通过安装加速度传感器，测量红外相机开机后安装脚的加速度响应；同时采集景物模拟器图像，分析安装隔振器对红外相机成像的影响。红外相机安装隔振器后，成像质量稳定，图像无抖动现象，隔振器设计满足红外相机图像晃动量不超过0.5像元指标要求。零重力模拟设施由悬吊支架，零刚度支撑装置，低刚度拉簧以及连杆组成。进行试验时，悬吊支架固定在刚性地基上，悬吊支架的顶端固定有4个零刚度支撑装置，分别串联一根低刚度拉簧，通过柔性连杆与相机的吊脚连接。通过调整零刚度支撑装置，模拟红外相机入轨后的失重状态，确保试验状态与在轨状态一致性。未安装隔振器时，红外相机开机，可见光相机图像抖动2个像元；安装隔振器后，红外相机开机，可见光相机图像的抖动像元数降低为0.5个像元。表明隔振器设计满足红外相机开机时，可见光相机图像抖动量不超过0.5像元指标要求。
  • 摘要：为实现遥感器不同谱段光信息成像,需要引入不同光谱透过率的滤光片分时切入光路配合探测器成像.分析了中心驱动和周边驱动滤光片切换机构的特点,给出了一种应用于高轨面阵凝视遥感器的可见光近红外通道滤光片切换机构设计方案.方案采用步进电机作为驱动源,采用周边驱动方式驱动滤光片支撑盘实现多谱段滤光片准确切入光路实现光谱细分成像.经分析,其机构设计参数均满足指标要求.
  • 摘要：本文探讨航天结构件设计的一般流程.以某型号关键结构件之一为例,按设计理念、约束、构型、结果等过程详细讨论结构设计中相关部分的内容和设计要点.提出四类设计理念,提出以拓扑优化的方法寻找最佳初始构型,借用Nastran拓扑优化模块完成数值分析.以拓扑数值模型包含的力流路径和重要截面等信息完成结构件的详细设计,分析结构件的重要力学特性,判断结构件设计方案是否满足设计技术要求.文中描述的设计流程作为一种可行的设计思路供设计者参考.
  • 摘要：本文设计了一种用于空间相机的调焦机构,该机构采用步进电机、滚珠丝杠、传感器、十字交叉导轨和齿轮传动相配合的方案,提高了传统调焦机构的导向精度和稳定性.对传动误差的分析表明:该调焦机构的导向精度为3.7μm,稳定性小于8″.在设计过程中将调焦机构与反射镜相结合,以实现焦面调节.针对调焦机构控制精度进行了力学环境试验和真空环境热试验,并成功应用在某发射成功的空间相机上,通过在轨调焦,验证了该调焦机构可以满足使用要求.
  • 摘要：本文介绍了一种大口径反射镜组件装配时重力卸载方法.分析了反射镜组件和主承力框光轴竖直向上装配时,重力因素给装配过程造成的影响.应用有限元分析方法,确定了卸载点的位置、数量以及卸载力的大小,并设计了卸载装置,有效地解决了反射镜组件装配问题,实现微应力装调.
  • 摘要：滤光装置的盘片通过大传动比齿轮保证滤光片定位精度,滤光装置周边支撑方式保证装置具有足够的刚度.该滤光装置应用了交叉滚柱轴环的设计，采用中心支撑的结构形式，使滤光装置支撑刚度得到了大幅增大的同时精度也有了明显提高。经设计分析可知，该装置具有结构稳定、切换精度高、可靠性高的特点，装置整体的一阶激频为371.6Hz，在过载为30g的情况下最小安全系数为27，光轴定位精度可以达到0.28mm。运用该滤光装置为空间CCD相机进行多谱段分光，可以在较长时间内更加准确的完成多光谱分光，从而更好的协助相机实现多光谱成像。
  • 摘要：本文介绍了一种新型充气展开式遮光罩的概念设计方案，它以充气展开结构为主要部件，具有可折叠包装、质量轻、体积小、可控展开等优点，可节约发射成本，特别适合应用于大型空间遥感相机。充气展开式遮光罩的关键技术包括柔性可刚化材料技术、折叠包装及可控展开技术、地面试验验证技术等。结合充气展开式遮光罩的概念设计，对各项关键技术进行了初步分析，认为概念设计方案具备工程可行性，新技术一号试验卫星充气式重力梯度杆的成功经验也可为充气展开式遮光罩的研制提供一定技术参考。
  • 摘要：本文介绍了该技术在国内外空间光学遥感器上的应用现状,总结了约束阻尼层的设计方法和思路,在理论分析中，将反射镜组件和相机其余部分抽象为两个串联的单自由度振动系统模型，推导出反射镜组件的阻尼能够对系统二阶固有频率附近的振动起到抑制作用。在仿真分析中，以一个背部三点支撑的圆形反射镜组件为研究对象，使用的阻尼材料为阻尼橡胶，模量为5MPa，阻尼系数1.1，添加在支撑杆的柔性槽内，相机机身部分采用集中质量点简化，该质心点和反射镜组件之间通过MPC单元连接，相机整机弹性地安装在卫星平台安装面上，安装刚度和阻尼采用弹簧一阻尼单元模拟。对该模型的动力学仿真分析显示，支撑结构加入阻尼后，系统在二阶固有频率处的振动峰值衰减了约6dB，振幅衰减了50%，而应力在一、二阶固有频率处的衰减分别达到28%和60%，验证了理论分析的正确性。
  • 摘要：本文从像移补偿的机制出发，分析了其造成像点偏移误差的原因及误差大小，并对地面点定位的精度进行了估计。根据本文的实例数据，未采用像移补偿机制会引入约2/3像元的像点量测误差，而采用像移补偿机制时，这一引入误差减小到1/7像元以内，明显改善了由影像质量下降造成的像点精度降低的问题。试验结论同时表明，按常规航线设计要求进行飞行，采用像移补偿，对目标定位的精度影响远小于1：500比例尺地图测图的精度要求，几乎认为不影响对地的观测精度。
  • 摘要：以严密传感器模型为基础,应用空间前方交会的点投影系数法建立了摄影测量的高程误差方程.重点分析了立体测绘相机内方位元素误差对高程精度的影响.以1∶50000比例尺地图产品为例,计算了相机主距、主点位置、畸变等内方位元素对高程精度的影响程度,提出在测绘相机研制过程中在保证高程精度方面应注意的问题.
  • 摘要：本文回顾了国外空间激光器热设计的典型案例，总结出国外空间激光器热设计特点，泵浦散热设计、光学镜头结构的控温设计是空间激光器热设计重点内容，主要的热设计方法采用了多种主动、被动式的热控技术与产品。其中被动式的有：高导热热沉、普通热管、热控涂层、辐射散热器、相变材料、隔热材料等，主动式的有电加热技术、LHP技术、TEC技术等。激光器热设计借助了“外力”，LISA热设计与卫星轨道姿态控制结合，调整卫星轨道姿态实现激光器太阳光入射外热流的最小化；提高卫星与地球距离，消除地球红外热流和地球反照热流对卫星的影响；将卫星内部电子设备置于长期稳态工作模式、降低内热源波动。通过借助上述一系列“外力”，实现光学镜头的恒温控制。
  • 摘要：空间光学遥感器是各类航天器中对热控精度要求最高的有效载荷之一.分析了空间光学遥感器采取精密热控设计的必要性;总结了光学遥感器的一体化设计理念;详细阐述了遥感器精密热控设计的两类关键技术:光机主体精密控温技术和大热量/高热流密度散热技术,从AMS-02探测器的热控系统设计及验证情况不难看出，MPrL技术具有卓越的控温和管线适应能力。在未来超大型空间光学遥感器的大规模焦平面、乃至主光学结构的精密热控设计中，该项技术都拥有巨大的应用潜力。同时，基于机械泵对流体回路压力、流量的强大调节能力，MPTL技术在解决千瓦级以上激光探测载荷、激光武器散热方面同样具有很好的应用前景。
  • 摘要：针对星敏感器为提高定位精度提出的热稳定性要求,文章提出了一种能够适用于遥感领域各类航天器的星敏感器精密控温设计方案,要点包括:星敏本体及散热通道与外部环境隔热设计、外法兰表面对称安装主动控温回路、航天器表面开设独立的散热窗口、星敏与散热面之间使用纯铝材热管建立专门的热量传输通道.分析和试验验证表明,内法兰的温度波动可控制在9.5±1°C的范围内,最大温度梯度可控制在0.7°C以内.通过使用独立散热通道和远程热量传输的方式,热控方案对航天器构型、外部环境的适应能力非常强,通过调整热管构型和长度、散热面尺寸,即可实现各种类型航天器上、具有不同温度要求的星敏感器的高精度控温.
  • 摘要：本文对制冷机结构优化、高效动磁直线电机、紧凑型压缩机和板弹簧间隙密封等关键技术进行研究与分析,并完成了创新设计的双温区大冷量斯特林制冷机.单台内对置压缩机+双膨胀机自由活塞双温区大冷量斯特林制冷机设计突破了关键技术，性能指标大幅提高。其采用单压缩机驱动两个膨胀机的结构方式降低了制冷系统的复杂程度和加工难度，设计中充分借鉴和继最经过空间验证的斯特林制冷机可靠性特点，为空间多温区斯特林制冷机打开新的设计思路，降低了研制风险，节约了开发时间，为将来两个以上温区的斯特林制冷机研制提供了参考，部分关键技术已在实验中得到验证，但整机的性能还需要完成样机的最终验证。
  • 摘要：本文根据空间遥感器NETD或探测信噪比的总体需求，分析了红外探测器组件的性能水平要求。介绍了针对320×256元MWIR HgCdTe探测器，配套研制低噪声红外成像电路，搭建演示成像系统并完成了性能测试。依据测试结果定量给出了中波红外面阵探测器的实测性能指标，对红外探测器组件的比探测率的影响因素进行分析。本文对HgCdTe红外焦平面探测器在空间遥感器中的应用具有一定参考价值。
  • 摘要：文章重点介绍了低温相变蓄冷材料的分类、特性以及在空间红外载荷制冷系统中的应用情况.分析了低温蓄冷相变材料在空间应用方面所面临的问题,在空间低温制冷系统中使用蓄冷装置，就是在设备待机时制冷系统启动制冷，进行冷量储存，设备工作时将冷量释放出来，可以降低制冷系统的用电负荷，降低对制冷系统制冷量的需求，优化星载设备电能资源的配置。空间机械式制冷方式还存在制冷机的长寿命、高可靠性以及振动和电磁干扰等方面的技术问题，需要多台制冷机备份，导致制冷负载多，负荷大；制冷机有工作、待机两个状态，负荷呈现出峰谷特性，制冷负荷会在工作时出现冷量高峰，当制冷机的负荷大幅上升到峰值时，以至于制冷机不能承受；探测器对振动较为敏感，涉及隔振问题。
  • 摘要：本文主要对超流氦与探测器的冷量传递方式进行了理论分析以及试验研究，研究结论表明，超流氦低温冷链的设计受到很多其他因素的制约，如热功率、温度需求、体积、安装位置等，合理选择冷链方式，可以有效降低热耦合机构的体积、重量，提高热传导效率；热泵型低温冷链具有很好的冷量传输效果，尤其是在长距离、大冷量传输方面具有极大的优势；通过试验可以看出，在超低温条件卡皮查热阻对温差的影响较大，在超流氦冷链设计中应重点考虑。
  • 摘要：介绍了一台空间双级斯特林制冷机的设计,详细描述了结构方案的选择、热力学性能设计和整机详细设计,分析表明该制冷机设计方案正确、结构合理,能够获得0.3W@80K的制冷量.此外，制冷机整机的密封性能是关系到制冷机能否保持长期稳定工作的关键，前期在接头等处均设计了调机与寿命试验两种状态兼容的密封形式，在调机状态，由于制冷机随时打开、调整，故要求各处密封可以重复拆装。调机成功后，需要进行寿命试验或交付使用，各处密封结构采用焊接实现全密封，以保证低泄漏密封的可靠性。要求整机在正常工作压力下氦质谱检漏漏率优于6×10-9Pa·m3/s时，此漏率可满足制冷机十年的存储寿命。
  • 摘要：本文对刚挠性印制板的概念及特点进行了介绍,重点阐述了航天产品、遥感器对挠性印制板的要求,叙述了刚挠性印制板在遥感器上应用的工艺研究内容、方法及验证试验.通过对刚挠印制电路板材料性能鉴定试验和焊接工艺试验，外观、电性能、物理性能等检测结果均符合航天遥感器上使用要求，已通过鉴定级空间环境试验，应用在多个航天遥感型号产品中。航天遥感器传回的清晰图像，表明通过各种可靠性试验、测试，中国自行设计、生产的刚挠印制板能够适应太空中超高真空、高辐射以及冷热变化环境。
  • 摘要：本文设计了一种近红外遥感相机信号处理系统,系统以FPGA作为逻辑控制的核心,具备两个近红外谱段成像处理功能.本文描述了系统的主要硬件组成、FPGA软件模块化设计实现方法和工作流程,给出了其核心模块的组成框图,并介绍了系统所采用的多种图像处理方法.测试结果表明本系统数传速率达到4.48Gbps,能够实现图像数据实时处理,满足系统设计要求.
  • 摘要：针对现有块截短编码方法不适合多光谱图像并且存在图像压缩比增大时图像恢复质量迅速下降的问题,提出一种面向多光谱图像的多级聚类块截短编码方法.首先根据多光谱图像各波段的特征选择部分波段,然后采用多级聚类方法获得各波段共用位示图,最后根据共用位示图计算各波段量化值.波段选择降低了计算复杂度,共用位示图的使用增加了多光谱图像的压缩率.通过实验结果表明,相对于现有块截短编码方法,提出的方法在多种客观评价方法下具有更好的性能.
  • 摘要：为了完成闪电成像仪对闪电事件的探测任务,设计了一种能够完实时识别闪电事件并编码的闪电探测信息处理系统.该系统基于大规模现场可编程门阵列(FPGA)技术,对闪电成像仪拍摄到的高速图像数据进行闪电探测与识别.系统首先进行初始化配置,基于大规模反熔丝FPGA,读取存储器中存储的SRAM型FPGA程序数据,完成SRAM型FPGA的配置;反熔丝FPGA接收焦面图像数据进行缓存处理后将焦面图像数据发送给SRAM型FPGA;SRAM型FPGA接收焦面图像数据,将图像数据循环存储到外部7片SRAM中,生成闪电探测用的7帧图像数据,以完成7帧背景评估、闪电信息的识别与编码.该系统已经通过模拟闪电图像数据和真实闪电图像数据验证,满足闪电信息探测的实时处理要求.
  • 摘要：本文在研究图像目标区域与小波系数的数据结构对应关系基础上,改进了空间图像压缩推荐标准(The Consultative Committee for Space Data Systems-Image Data Compression Recommended Standard,CCS DS-IDC),提出了面向目标图像整体或局部高质量的选择性图像压缩算法(Selective Compression Algorithm focusing on Region Of Interest or Image Of Interest to remote sensing images,SCA).SCA算法复杂度低,具有ROI和IOI两种工作模式;其中ROI模式能够实现图像目标区域的无损、近无损压缩,在目标区域对应的覆盖率不高的情况下,局部清晰度达到、甚至超过JPEG2000-ROI3dB以上,图像整体的重构质量与CCSDS-IDC算法相近;IOI模式能够实现目标图像的无损压缩,无目标图像高压缩比的压缩.算法的两种工作模式能够有效降低数据量并提高传输数据中目标图像所占的比例.
  • 摘要：针对大气环境探测甚高光谱干涉仪输出信号的特点,提出了一种基于双ADC数据采集系统设计方案.采用数据合成的方式对两个同输入不同增益通道的数据进行拼接,使用相对较低分辨率ADC实现了高分辨率系统设计,并对数据合成过程中两通道的不一致性进行了分析、测量和校正.最终给出了系统的电路设计方案和实验结果.实验表明:系统在保证采样速率的情况下,能够实现高分辨率采样,并具有良好的信噪比.
  • 摘要：本文论述了开展静止轨道光学遥感卫星星上图像处理技术的必要性，设计了在轨图像处理总体方案，从图像处理的角度对其中关键性技术展开了深入分析和流程设计，以及初步算法仿真与实验验证。后续一方面将结合工程应用，进一步细化技术方案、算法流程和参数配置，设计能满足星上应用的在轨图像处理硬件系统；另一方面论证高轨光学卫星与AIS、ADS报文信息收集卫星、低轨高分辨光学卫星、电子侦察卫星协同作业，在轨数据融合处理新技术，为未来天基信息网基础上的天基信息处理提供技术支撑。
  • 摘要：本文建立了前放电路的噪声模型，从理论上分析并推导了各噪声源对系统噪声的影响。结合某课题前放电路的应用，通过计算机仿真得到了系统噪声随电路工作参数的变化关系曲线，从而优化了电路工作参数，并最终得到了优化后的电路系统噪声。实际电路噪声的测试结果表明，实测值与理论值非常符合，从而为基于vrs技术的高精度、大动态范围的前放电路设计提供了一种可行的噪声分析与计算方法。
  • 摘要：本文基于动态范围内定标温度点均布的原则,通过分析中波红外谱段内地物反射太阳能量、大气程辐射以及地物热辐射从地面到达相机入瞳位置的能量传输过程,计算得到相机入瞳辐亮度,从而推算出星上定标温度.采用MODTRAN软件计算得到谱段对应的大气透过率和大气程辐射,并将其应用到大气对中波红外辐射传输的影响分析中,从而得到了较为真实的入瞳能量.最终根据星上定标温度的计算过程提出了中波红外成像通道星上定标温度点的设置方法.
  • 摘要：本文介绍了傅里叶变换光谱技术的原理，利用DTFT插值对于涉仪光谱进行局部细化，大幅提高了光谱的计算分辨率，虽然细化后的光谱并不能代表真实的光谱，但是通过确定特殊吸收谱线最小值的准确位置，很大程度上能提高光谱定标的精度。Zoom-FFT利用采样点数的提高，可以快速实现指定光谱范围内的光谱细化，可以实现星上超光谱大气垂直探测仪的快速光谱定标。
  • 摘要：本文针对大视场线列摆扫图像的几何畸变问题,考虑其线列摆扫成像的特点,建立了由多个中心投影共线方程描述的构像模型,并分析了畸变的原理.在基于POS系统数据的几何校正方法的基础上,引入随动稳定控制系统的角位置传感器数据,准确地还原几何成像过程.采用针对线列成像的搜索最佳扫描行的间接法校正方案,设计具有针对性的外方位元素计算矩阵,并考虑成像设备的摆扫特性设计了两种改进的迭代算法,进行了对比和分析.对成像装置挂飞试验的图像进行了校正实验,得到了较好的校正效果.
  • 摘要：本文介绍了热变形分析的一般步骤:热分析、温度映射、结构分析;提出了基于UGNX的航天器结构热变形分析的一般性流程;建立了某新型卫星平台主结构的有限元模型对其热变形进行了分析研究,由初步计算结果可以看出在该热工况条件下，卫星平台主结构最大热变形为0.499mm，其中碳纤缠绕杆件的最大热变形为0.147mm。实际上由于对接框为铝合金制成，温度梯度较大，同时复材板梁主承力结构热膨胀系数较小，使得最大热变形出现在对接框上，这与计算的结果是一致的。可为高精度GEO对地观测卫星研制提供参考.
  • 摘要：随着高分辨率空间遥感、超远距离激光通信和深空望远镜等空间探测活动的不断深化,航天器上所携带的有效载荷越来越精密,航天器的微振动效应成为对载荷性能不可再忽略的制约因素.介绍了当前在轨应用中的两种微振动的主动抑制方法,分析了其原理、特点、发展状况及不足,并提出一种基于静电悬浮的双级无拖曳天基超静平台:考虑空间微重力环境的特点,采用静电悬浮的方式将精密载荷的安装平台与振动的航天器本体实现无接触隔离,卫星本体通过静电力驱动平台跟踪平台内的悬浮质量块,微推进器驱动卫星本体跟踪平台,实现一种双级无拖曳架构.利用低静电负刚度实现被动隔振,利用可控静电力驱动实现高精度主动隔振,主被动隔振一体化实现,可抑制高低频段的微振动.
  • 摘要：天基衍射光学成像系统与传统反射光学成像系统相比,具有诸多优点,在实现相同分辨率的前提下,系统质量轻数倍,大幅降低了对火箭承载能力的要求;其次,可采取发射时折叠、人轨后展开的方式,易于实现天基超大光学口径;再次,衍射薄膜镜面形精度要求比反射镜降低2～3倍,降低了制造难度.天基衍射光学成像技术在高轨大口径高分辨率成像和低轨高分辨率光学成像卫星小型化方面具有较大的应用潜力.为在静止轨道部署高分辨率军用光学侦察监视卫星，DARPA高度关注天基衍射成像技术，先后支持LLNL实验室开展了“眼镜”项目和MOIRE项目。两个项目的侧重点不同，“眼镜”项目目标是进行概念设计，研制5m口径的薄玻璃基底衍射主镜，未研制可展开结构。而MOIRE项目的目标是研制薄膜制造的5m口径衍射主镜，并研制整个成像系统，包括可展开结构和支撑结构，向衍射成像系统的最终在轨应用走出了坚实的一步。此外，DARPA于2012年开展的SeeMe项目，以及支持美国空军学院开展的FalconSat-7卫星项目，目标也包括在轨验证光子筛衍射望远镜。

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