光学遥感器

摘要： 在空间目标观测时,既需要大视场的全局掌控,也需要局部细节的精细观察。而凸轮变焦方法对镜组间的轴向位移需求较大,对运动机构的精度和行程提出很高的要求。为了解决长行程的问题,文章提出一种基于垂轴运动的光学变焦方法:首先,建立自由曲面透镜组数学模型;然后,结合垂轴运动变量,推导出光学系统垂轴变焦的物理模型。通过设计仿真表明,实现2.8倍的光学变焦只需要毫米量级的位移调节量,可采用压电陶瓷作为驱动元件。光学垂轴变焦方法可以有效缩小变焦运动量,减小成像系统的尺寸,在空间相机中具有应用价值。

摘要： 空间光学遥感器光机结构在复杂的空间轨道热环境中会产生热变形,影响探测精度。为解决光学遥感器光机结构热变形测量问题,本文提出了基于数字摄影测量和光纤光栅传感的热变形组合监测方法;建立了具有热解耦功能的光纤光栅布局方法和变形测量模型算法,理论分析了光纤光栅光谱变化与应变、温度的关系,采用实验方法标定光纤光栅应变传感器和温度传感器,得出光纤光栅中心波长漂移量与应变、温度的关系;搭建了数字摄影测量试验系统,结合光纤光栅传感网络测量光机结构的应变和温度场,实现了光机结构热应变高精度测量。研究结果表明:数字摄影和光纤光栅组合测量方法可实现光机结构位移场、应变场和温度场同时测量,热解耦后结构变形测量精度达到0.02 mm,可用于光机结构在轨热变形的合理预测,在空间光学遥感器光机结构在轨监测中具有应用前景。

摘要： 生产过程的产品质量控制直接关系到产品的质量、成本以及生产效率等,文章通过对以往生产过程中不合格品的统计和分析,提出了一种航天遥感电子学单机产品检验过程重点环节复查的工作方法。复查工作流程从重点检验环节的确认、检验要求的提取、质量记录的提取及整理、组织级审查等过程开展论述。对重点检验环节的复查工作实践表明,通过复查可以正向促进生产人员和检验人员更加严格地执行工艺纪律,不断改进检验检测工作的有效性,降低或者消除产品质量风险与隐患,同时也可以反向改进产品设计,优化工艺流程,实现航天产品高质量发展的目标。

摘要： 制冷控制器是用来驱动和控制机械制冷机的电子学产品,通过控制机械制冷机来保障探测器的工作温度,使探测器获得稳定可靠的探测性能.随着红外探测技术以及低温光学技术的持续发展,制冷控制器的需求逐年增多,另外伴随着制冷技术的日趋成熟,制冷控制器的组成及功能需求相对固定,性能需求逐步收敛.在这一背景下进行制冷控制软件的通用化研究工作很有必要.通过对机械制冷机类型及其特点、制冷控制器的组成及工作原理以及制冷控制系统的功能需求进行分析,并对现有制冷控制软件通信协议、总线接口等技术状态进行梳理,给出了通用化制冷控制软件的软件架构、模块划分.为适应不同用户需求,同时建立了软件可复用构件库,考虑了不同类型制冷机对控制软件的需求的差异性设计.利用通用化软件架构实现了4台制冷控制器软件的研制,软件功能和性能均满足用户需求,提高了研制效率,减少了研制成本,证明了软件通用化研制模式的可行性.

摘要： 文章以数字化技术为依托,针对复杂空间光学遥感器传统研制模式存在的具体问题,利用基于模型的设计制造信息化技术,介绍了一种面向制造的光学遥感器三维数字化设计方法,通过对三维设计软件定制开发,搭建了一套用于光学遥感器数字化设计的系统.文章详细地介绍了遥感器数字化设计的具体流程和数字化模型体系,规定了光学、结构、热控、总体等多专业数字化接口定义原则及数字化设计的分工.经型号应用验证表明:使用面向光学遥感器的全三维的数字化设计系统可以有效提升光学遥感器研制效率.该方法是复杂光学遥感器研制能力提升的一个重要手段.

摘要： 为了获得更好的相机成像品质,提高谱段间的配准精度,光学遥感器望远镜旋转扫描系统需要实现大惯量、高精度的速度平稳性控制.文章针对某海洋水温水色扫描仪中望远镜整体旋转扫描控制系统,为了实现高精度速度平稳性指标,在原速度闭环的基础上,增加了双电流闭环控制器,通过合理设置电流控制器参数来改善速度环的开环特性,将原速度环对象特性由0型系统变为I型系统,提高了控制型别,且增加了速度回路的相角裕度,由原来的-180°相移变为-90°相移,提高了速度环的开环增益,减小了动态误差.仿真结果表明,当系统存在摩擦力矩干扰时,速度波动由0.42％降低为0.067％;当存在脉宽调制电源干扰时,速度波动由0.66％降低为0.067％,降低幅度达一个数量级.文章提出的方法有较强的干扰抑制能力,可为永磁同步力矩电机的高精度速度控制系统设计提供借鉴.

摘要： 空间光学遥感器是一类特殊的遥感器,其可靠性设计是研制工作的重要组成部分.本文从空间光学遥感器的特点分析入手,介绍了光学遥感器可靠性模型的建立方法.针对空间光学遥感器的特点,从光学遥感器的防污染设计、活动部件设计、单粒子效应防护设计及静电防护设计方面对其可靠性设计进行了有针对性的阐述.

摘要： Scanning system can make the optical remote sensor have a larger imaging width. In order to scan in a wide-angle range, the two-axis scanning pattern, including a master scanning mirror and a slave half-angle follower, is often selected in the optical design. In this paper, two-axis servo synchronous control was studied for optical remote sensor scanning system. Taking advantage of the strong periodicity characteristic in two-axis servo device, the conventional PID control scheme was updated by adding a repetitive control link in the master-slave synchronization system, and at the same time an improved synchronous controller was also redesigned. As the repetitive control has better track /suppress characteristic to periodic external pumping signal, the system synchronous error was greatly inhibited. From the simulation results, one can find that the design of the synchronous controller based on control theory, is effective to decrease the synchronous angular error during the scan imaging phase, in addition to maintaining the required tracking accuracy and dynamic performance. The synchronization error was reduced by 78% during the scan imaging phase.%扫描系统可以使光学遥感器获得更大的成像幅宽.为实现大角度扫描,光学系统采取扫描主镜和半角随动镜的两轴形式.文章对光学遥感器扫描系统两轴随动的同步控制问题进行了研究,针对两轴随动装置周期性较强的特点,提出在主从同步系统的常规PID控制系统基础上增加重复控制环节,重新设计了一个改进的同步控制器.利用重复控制对周期性外激励信号的跟踪、抑制性好的特点,增强系统对同步误差的抑制作用.仿真结果表明,利用重复控制理论设计的同步控制器在保证原有系统跟踪精度和动态性能的前提下,有效的减小了扫描成像时间段内的同步角度误差.扫描成像阶段内同步误差减小了78%.

摘要： 为补偿星载光学遥感器在运载、发射过程中的冲击振动以及空间环境条件变化引起的离焦,设计了一种采用步进电机和谐波减速器驱动、滚珠丝杠和直线导轨配合使用的无偏载、易装调的调焦机构.论述了调焦实现方案,给出了调焦机构结构设计图,计算调焦负载阻力矩并选择了相应的电机,分析了该调焦机构的理论灵敏度为0.14μm,调焦误差为7.56μm;在Patran/Nastran环境下建立调焦组件有限元模型并对其进行有限元仿真分析.分析结果表明,该空间调焦机构动态刚度高、环境适应性强,能够满足空间调焦的设计要求.

摘要： 针对高分辨率空间光学遥感器,既要实现轻小型化,又要获得高品质遥感图像的要求,本文提出一种基于成像链路仿真的遥感器优化设计方法.文章以MTF和噪声模型为基础分析成像链路中的各个环节对成像质量的影响,同时考虑末端图像复原处理,构建成像链路仿真模型,通过遥感器指标评价和仿真图像质量评价来优化遥感器的总体指标,从而在保证成像质量的同时降低遥感器研制难度.实验验证了优化设计方法的可行性和优势.

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： 本文是我国资源卫星光学遥感器技术发展的综述.讲述我国资源卫星系列及其遥感器几十年来从开创初期、成长成熟期到未来发展预期的历程和展望.肯定其跟踪国际遥感卫星先进技术水平持续提升中国遥感器技术实际的发展路径,描述其遥感器技术在实践中形成的五个特点,并对今后的发展趋势针对图像产品质量提升做出六项展望.

摘要： 光学遥感器对高精度定量化应用的需求日益迫切,本文通过对光学遥感器绝对辐射定标技术的研究,分析可见及近红外、短波红外、中长波红外定标装置的不同特点,并针对某型号绝对辐射定标的需求,相应的完成地面定标及在轨定标的方案设计,作为对新型定标模型和地面定标技术应用的探索,为光学遥感器的高精度绝对辐射定标奠定基础.

摘要： 随着用户对不同谱段融合应用需求的增加,可见红外一体化光学遥感器的研究工作也随之展开,本文的研究通过采用离轴三反主光学系统,短波、中波和长波红外谱段共用主、次和三镜,在三镜后加入分色片,分别成像在四谱段集成的短中波探测器及长波红外探测器焦面上;采用视场分离技术将可见近红外谱段分离出来,汇聚到四谱段集成的CCD探测器,通过长线阵TDI探测器的推扫成像,实现0.45μm～12.5μm波长范围的可见红外共光路的12个谱段多光谱对地遥感数据的同步获取.可见、红外一体化共光路成像,使得数据同源,可以在一台载荷就实现地物温度反演所需的发射率、大气透过率、亮温等数据,地物匹配性、数据处理时效性都大为提高,利于用户融合应用.

摘要： 光学遥感器的高精度定标需求不断地对定标光源提出新要求.定标光源能够溯源于高精度的光辐射基准(低温绝对辐射计),能够近似于遥感器的工作场景,能够对遥感器进行系统级定标有利于提高遥感器的定标精度,也是未来实验室定标光源技术的发展方向.本文介绍了一种基于空间光调制器的新型定标光源,对其工作原理、功能属性进行了详细说明.该光源具有窄带、宽波段两种工作模式,能够实现光源量值溯源于低温绝对辐射计、目标光谱的模拟,在遥感器的高精度定标方面具有重要意义.该光源系统将扩展成具有场景光谱信息和空间分布信息的场景模拟光源,实现与遥感器定标场景的匹配,在高光谱成像光谱仪的系统级定标中具有巨大的应用潜力.

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： 本文介绍了高光谱偏振一体化空间成像的技术原理和技术特点,总结了近年来国内外研究现状和发展趋势,对高光谱偏振空间光学遥感器的技术指标和应用情况进行了论述.分析表明高光谱偏振一体化空间成像技术能够同时获取目标的空间、光谱和偏振信息,显著提高空间光学遥感器对地物的探测和识别能力,是高光谱成像领域的未来发展趋势.提出一种基于静态强度调制及双折射晶体分光原理的高光谱偏振一体化成像技术,该技术是高光谱成像领域一个重要的发展方向.

摘要： 提出了基于迭代反向投影的空间光学遥感器稳像算法.通过对景物短曝光成像,得到图像序列,然后对图像序列做迭代反向投影运算,得到最终图像,达到稳像效果.仿真实验表明算法收敛速度快,稳像效果明显.

摘要： 本发明公开了一种空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，包括有稳定平台、升降台、平移台、方位圆导轨、俯仰转臂、滚转导轨、光源移动平台和探测器移动平台；稳定平台上安装有升降台和环绕升降台的方位圆导轨，升降台上安装有平移台，平移台包括叠放的X向和Y向平移台，方位圆导轨上对称滑动安装一对俯仰转臂，两俯仰转臂上架设有滚转导轨，滚转导轨为半圆形结构，滚转导轨上滑动安装有光源移动平台和探测器移动平台；在测量、装调、定标过程中，被测仪器置于平移台上，通过自动控制系统和执行机构实现被测仪器的位置三维坐标、光源的入射方位角与天顶角、探测器的接收方位角与天顶角七个变量的独立变化。本发明功能易于扩展，实用性高。

摘要： 一种利用结构变形量补偿光学系统失调量的光学遥感器，包括主镜、次镜、折叠镜、分光镜、三镜、主承力框架及具有弹性的支撑杆；主承力框架包括前安装面及与前安装面相背的后安装面；主镜弹性的安装于前安装面，次镜弹性的连接于支撑杆的一端并与主镜间隔相对，支撑杆远离次镜的一端与前安装面连接；折叠镜及分光镜安装于后安装面；三镜安装于后安装面且与分光镜间隔相对。本发明使主镜和次镜在重力作用下通过形变量偏离理论位置，这样主镜和次镜在地面重力作用下装调出的最佳位姿，待空间遥感器发射入轨后发生重力变形回弹释放时，主镜和次镜的位置关系仍能保持装调时位置关系，空间遥感器的成像质量不受影响。

摘要： 一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法，包括以下步骤：待空间光学遥感器发射至轨道后，检测空间光学遥感器的成像结果；分析成像结果，得出空间光学遥感器的波像差；判断空间光学遥感器的波像差是否满足需求；若否，在将空间光学遥感器的波像差进行光学解算后，根据光学解算的结果进行次镜的位置和姿态的在轨调整，直至空间光学遥感器的波像差满足需求；若是，则次镜的位置和姿态调整结束。上述空间光学遥感器次镜在轨调整方法，分析空间光学遥感器的成像结果后，进行次镜的位置和姿态的在轨调整，可以有效补偿光学系统中各光学元件的位姿误差，可以有效改善大口径长焦距离轴三反光学系统的在轨成像性能。此外，还提供一种空间光学遥感器。

摘要： 本申请涉及一种光学遥感器调焦镜支撑结构及光学遥感器。其中，光学遥感器调焦镜支撑结构，用于固定支撑调焦镜，包括：柔性基座和多个压块；其中：柔性基座具有圆柱通孔；圆柱通孔具有相对的第一开口和第二开口；第一开口的边缘具有第一弹性环；第二开口的边缘具有第二弹性环；调焦镜固定于圆柱通孔内、位于第一弹性环和第二弹性环之间；所述第一弹性环的表面与所述第二弹性环的表面分别具有多个凹槽；所述压块的一端固定在所述柔性基座上，另一端压在所述凹槽内。如此，调焦镜的边缘可以被第一弹性环和第二弹性环遮挡，防止调焦镜脱离，增加了支撑的稳定性。并且，压块受到凹槽的限制，无法脱离原来的固定位置，进一步增加了支撑的稳定性。

摘要： 本发明提供了基于空间光学遥感器热光学试验用光学窗口，涉及空间光学遥感器真空热试验领域，包括：窗口框体；所述窗口框体的左侧外端面上连接安装有夹紧块；所述窗口框体的右侧连接安装有圆杆；所述窗口框体的正后侧横向安装有主长杆；所述窗口框体的后侧倾斜安装有动力杆；所述主长杆和动力杆的外侧端面上分别环套安装有限位环；所述窗口框体包括有温度传感器、凸出杆、固定块和窗口玻璃，所述窗口框体为圆形镂空框架结构。本发明通过固定块、夹紧块和扭紧杆的安装实现了对窗口框体内侧的窗口玻璃的固定，并且在旋转试验的时候也能有效防止旋转的结构晃动，从而实现试验的正常有序操作。

摘要： 空间光学遥感器热光学试验用光学窗口属于空间光学遥感器真空热试验领域，包括：基础法兰、壳体、内压板、外压板、内窗口玻璃、外窗口玻璃、温度测控系统、电加热膜、温度传感器、抽气座、压力表。本发明能够按照不同试验温度设定光学窗口的温度，使光学窗口保持在理想的温度范围内，有效降低温度波动对检测的影响；能够按照需求随时改变窗口玻璃内外的压差，最大限度地降低由于气压不同造成的窗口玻璃变形；加热装置采用电加热膜，框架材料导热率高，温度均匀性好；采用自动温度控制系统，使用前设置好目标温度后，控制过程不用人参与，实现了自动调温的功能。

摘要： 本发明公开地物光学遥感测量遥感器姿态控制地面平台，包括主控器(14)、遥控器(18)、和升降装置(23)三部分。主控器(14)由横向臂 (1)、移动电源(2)、把手(3)、光学遥感器固定装置(4)、姿态调节模块a(5)、标准参考板安放支架(6)、视场范围指示器(7)、旋转舵机(8)、姿态调节模块b(9)、工作指示灯(10)、纵向距离测量模块(11)、横向距离测量模块(12)、GPS模块(13)组成。遥控器(18)由遥控器显示屏(15)、遥控器工作指示灯(16)、遥控器功能按键(17)组成。升降装置(23)主要由关节a(19)、纵向臂(20)、关节b(21)、三脚架(22)组成。利用微控制器实现无线控制操作、光学遥感器的纵向与横向距离自主调节和实时测量显示、参考板位置自动调节、自动指示视场范围，野外定位，具有操作简便、方便携带、精度高等优点。

摘要： 本发明公开了一种应用于空间光学遥感器的光学拼接焦平面组件，属于空间光学遥感器技术领域，本发明设置有结构框体、承载有探测器组件并装设在所述结构框体内部的拼接组件主体；所述拼接组件主体具有拼接基板、设置在所述拼接基板一侧的拼接反射镜组件、以及设置在所述拼接基板另一侧的电路板组件和所述探测器组件；其中，所述拼接基板位于所述拼接反射镜组件侧部还装设有基准棱镜，本发明通过拼接反射镜组件进行光线分光，结构简单、加工容易，不存在色差，系统传函高、成像质量好、光学设计难度低，便于轻量化设计、以及将成像单元、下位机组件、调焦接口集成于一体，有效提高了系统的功能密度的有益效果。

摘要： 本发明公开了一种空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，包括：第一调节组件，所述第一调节组件包括安装柱和底座以及固定柱和锁定部件，所述固定柱的一端与所述底座固定连接，所述安装柱中部开设有安装孔，且所述安装柱通过所述安装孔可转动的套接于所述固定柱上，所述安装柱与所述安装孔同轴设置，所述锁定部件可锁定所述安装柱与固定柱的相对位置，以使所述安装柱不可绕所述固定柱旋转；第二调节组件，所述第二调节组件包括半圆形的弧形杆，所述弧形杆的两端分别与所述安装柱的两端连接。安装块可调节至该球面的任意位置，当安装块处于该球面的不同位置时，光学遥感器则对应一个不同的朝向，从而该空间内可360度的调节光学遥感器的朝向。

摘要： 一种利用结构变形量补偿光学系统失调量的光学遥感器，包括主镜、次镜、折叠镜、分光镜、三镜、主承力框架及具有弹性的支撑杆；主承力框架包括前安装面及与前安装面相背的后安装面；主镜弹性的安装于前安装面，次镜弹性的连接于支撑杆的一端并与主镜间隔相对，支撑杆远离次镜的一端与前安装面连接；折叠镜及分光镜安装于后安装面；三镜安装于后安装面且与分光镜间隔相对。本发明使主镜和次镜在重力作用下通过形变量偏离理论位置，这样主镜和次镜在地面重力作用下装调出的最佳位姿，待空间遥感器发射入轨后发生重力变形回弹释放时，主镜和次镜的位置关系仍能保持装调时位置关系，空间遥感器的成像质量不受影响。