有关地球同步气象卫星成像仪两维扫描系统的几个问题

本文对地球同步三轴稳定气象卫星成像仪的关键部件即两维扫描系统的有关扫描镜的材料和结构、驱动方式、控制系统等几个问题进行了研究和分析     

三轴稳定静止气象卫星成像仪二维光机扫描成像特性分析

对三轴稳定静止气象卫星成像仪二维驱动下的摆动平面镜、摆动４５°镜两种扫描形式的成像特点进行比较分析,给出了不同扫描模式下的光轴扫描轨迹和像旋转计算公式,以及机械扫描与光学扫描角度关系     

三轴稳定卫星姿态可视化绘制与建模

三轴稳定卫星飞行过程的可视化绘制与建模是航天飞行视景可视化开发中的一个重要内容。文中系统介绍了此类飞行器姿态数据的常用表达方式,对欧拉角及四元数姿态的可视化绘制技术、建模方法、编程实现等进行了研究,并给出了姿态球的绘制及姿态运动过程的建模方法。在此基础上,基于OpenGL图形库对其绘制过程进行了原型实现,给出了绘制效果,试验结果证明了该方法的可行性,同时对姿态绘制及航天视景系统开发具有一定的参考价值。     

车载低轮廓动中通的三轴稳定系统分析与设计

针对"动中通"的波束稳定问题,从原理上说明了两轴稳定不能实现卫星通信要求,其不足是天线波束在视线稳定的同时存在波束的滚动,必须增加极化轴稳定.对于低轮廓动中通平板天线.不能使用传统的旋转馈源变极化方法,为此提出了建立虚拟极化轴作为第三轴的概念,并利用电子变极化网络实现相位加权设计了虚拟极化轴,满足了低轮廓动中通的要求.     

机载三轴雷达空域稳定研究

机载雷达天线座常为三轴和两轴的结构型式,两轴雷达能保证天线波束法线指向目标,但载机姿态变化引起波束的滚动不能消除.在要求雷达测量精度高和波束极化方向不随载机发生变化的情况下,须采用三轴天线座的结构型式.文中针对几种典型结构形式的三轴雷达的空域稳定作出分析,并对结构型式为方位一俯仰一横滚(依次为外、中、内环)的三轴雷达作详细论述,推导了波束滚动的补偿值.     

船用雷达天线的三轴稳定系统研究

船用雷达天线的三轴稳定系统具有独特的优点,因而引起人们的极大兴趣。它能够有效地克服波束滚动,可靠地跟踪过天顶的目标,实现波束的理想稳定,极大地提高了雷达的性能。但由于结构和轴系运动比较复杂,因而对控制也提出了较高的要求。介绍了船体扰动的一般数学方程,推导了三轴稳定系统的运动公式。此外,对该系统的控制进行了简单的讨论。     

空间遥感器两维扫描指向镜的轻量化设计及应用

论述了空间遥感器中两维扫描指向镜的轻量化设计应注意的主要问题,并给出了扫描指向镜的轻量化设计的应用实例,利用有限元软件,结合设计指标,对其进行了光、机、热综合分析.     

紫外-近红外高光谱探测仪扫描镜拓扑优化设计

为了研究某紫外-近红外高光谱探测仪扫描镜工作在运动状态的轻量化问题,提出了以扫描镜动态面形为设计约束的拓扑优化方法.对设计约束进行了有效的简化,降低了计算的复杂程度.使用拓扑优化方法得到了在转动条件下扫描镜的最优轻量化形式.分析结果表明,拓扑优化后的扫描镜轻量化率为47.3%,动态面形PV值和RMS值分别为19.36 nm和5.65 nm,比优化前分别提高了18.45%和17.40%,同时,扫描镜的一阶频率提高了113.8 Hz.分析结果说明了以动态面形为设计约束进行扫描镜拓扑优化的合理性.     

三轴稳定航测正射云台设计与实现

设计了一种用于航空摄影测量的三轴稳定正射云台。该云台搭载高清数码相机、微型电视等传感器,采用角速率闭环和惯性指向位置闭环的控制方式实现惯性稳定下的正射观察与拍照。与传统方位环安装陀螺,并依赖机载惯性导航信息不同,该云台采用独立的微机电GPS组合导航系统实现运动扰动隔离及正射指向。推导了组合导航系统安装于外壳实现稳定所需的角度、角速度稳定补偿方程,详细描述了控制管理模块、图像处理单元、测角模块、稳定伺服模块等控制组件的设计原理、方法以及模型。测试结果表明稳定后的传感器光轴能够垂直于地水平面,正射误差能够控制在3°以内,保证航向重叠率和旁向重叠率,防止出现航空摄影漏洞。     

地球同步轨道红外预警卫星仿真模型研究

天基红外预警卫星通过红外传感器探测弹道导弹主动段飞行时散发的红外尾焰,能在早期发现和跟踪弹道导弹目标。其中地球同步轨道卫星由于轨道高度高,因而具有更广的探测范围,是目前广泛使用的一种红外预警卫星,也是反导系统仿真中的重要研究对象。文中主要描述了一种地球同步轨道卫星探测功能的仿真建模方法,重点论述了地球同步轨道卫星目标发现条件并推导了探测范围计算公式,对于红外预警卫星的仿真及规划等问题的研究具有一定意义。     

大口径主反射镜的轻量化方案设计

随着空间探测技术的不断发展,对光学系统中大口径主镜的需求越来越迫切。本文针对大口径主镜所面临的技术难题,通过有限元的方法研究了不同减轻方式对其结构稳定性的影响,并从中选出了最优方案,为今后的实际工程应用打下了坚实的基础。     

用于卫星次镜座结构的光纤光栅温度传感器设计

针对太空环境下在轨卫星内部次镜座结构的特殊性,为监测其温度状态,设计了一种金属基底的光纤光栅温度传感器来贴合次镜座使用。通过变换固定点距离,结合光纤温度传感原理以及弯曲栅区的应变状态,设计了结构小、质量轻且可同时多位置测量温度的基底结构。实验测试结果表明,该结构温度传感器中三个波段的线性度均达到了0.999,灵敏度分别为10.78,10.81和10.36pm/℃,同一温度下的中心波长波动在±3pm内,受外界应力影响较小,有良好的重复性。     

一种傅立叶变换红外光谱仪动镜扫描系统的设计

针对一种倾斜补偿摆动式干涉仪,利用旋转式音圈电机作为驱动单元,设计了扫描控制反馈系统,建立了控制系统的数学模型,分析了系统的性能参数,并将PID控制应用于系统的反馈控制设计,提高了系统的稳态性能和动态性能.结果表明,在波数为8000 cm-1时对应干涉图频率的相对误差达到了0.67％,在实际应用中表现出良好的稳定性和可靠性,能够满足大气环境监测对傅立叶变换红外光谱仪的需要.     

激光转镜扫描光束的优化和光斑特性分析

本文分析了１０千瓦激光宽带扫描转镜的光斑形状、功率密度分布，得到了扫描光斑近似表达式、线光斑功率密度分布公式和功率密度最大相对变化率（约１．１％）。     

用转镜扫描系统测量脉冲激光的二维光强分布

设计了一种用转镜扫描法测量高重复频率脉冲激光器输出光强二维分布的系统，给出了高重复频率脉冲TEACO2激光器运场光强分布的测试结果。     

小型三轴数字罗盘测量误差分析

小型三轴数字罗盘能输出当前载体的航向角、俯仰角、横摇角,由于其体积小、精度高、使用方便而在三轴测量中越来越得到广泛使用。文中给出了一种分析小型三轴数字罗盘构成的三轴测量系统的工作原理的新方法,并推导出了测量系统中各相关量之间一系列计算关系式,在此基础上对影响三轴测量精度的因素进行了综合分析,提出了减少误差的方法,并辅于测量数据给予说明。     

扫描镜动态性能的自准直检测技术研究

为检验扫描镜的动态性能,提出了一种动态自准直检测方法,该方法巧妙地将被检扫描镜和动态靶标上目标模拟反射镜纳入动态光电自准直仪准直光束的传播路径中,并构成闭合的光学自准直测量回路。设计了扫描镜动态性能的自准直检测装置,并利用自准直方法对动态靶标的自身精度进行标定。实验结果表明,动态靶标在360°的范围内的动态精度为±15μrad,可检测最大速度为80°/s,最大加速度为50°/s2。将该检测方法和装置应用于某型号空间激光照明成像跟踪系统中扫描镜的方位轴、俯仰轴独立性能的检验,获得了相应的静态轴系晃动、阶跃响应和连续跟踪等性能数据,为扫描镜的性能改进提供了参考和帮助。     

机载光电产品扫描反射镜结构优化设计

扫描反射镜广泛应用于机载光电产品中,其镜面变形直接影响着光学系统的光路及成像质量。另外,反射镜作为运动部件,需要在保证刚度的情况下尽量减轻重量,降低转动惯量。考虑过载和随机振动工况,运用OptiStruct、Nx.Nastran和UG软件对某机载光电产品扫描反射镜进行结构优化设计,获得了一种适于背部两点支撑的扫描反射镜结构构型。扫描反射镜优化前后的面型结果对比表明,改进构型与原始设计构型刚度基本一致,重量和转动惯量降低明显。在此基础上,反射镜材料选用高体积分数铝基碳化硅复合材料(SiCp/Al),重量进一步降低,刚度得到提高。     

周视扫描成像红外双波段光学系统设计

介绍了一种周视扫描双波段红外光学系统,该系统利用K镜消除像旋转,能对中波3～5μm、长波8～10μm光谱进行双波段成像,且同时具有较大的扫描视场和较宽的光学口径.系统结构简单,装调方便,成像质量优良.