某空间光学遥感器的振动抑制及装星应力卸载技术应用
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拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用拉曼光谱的原理及应用拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。
这些技术是:CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性,体积小而功率大的二极管激光器,与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。
这些产品连同高口径短焦距的分光光度计,提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
1. 含义光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射,弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分,非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分,统称为拉曼效应。
当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时,大部分的光会按原来的方向透射,而一小部分则按不同的角度散射开来,产生散射光。
在垂直方向观察时,除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线,这种现象称为拉曼效应。
由于拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。
因此,与红外吸收光谱类似,对拉曼光谱的研究,也可以得到有关分子振动或转动的信息。
目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定,分子结构的研究谱线特征。
2.拉曼散射光谱具有以下明显的特征:a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同,但对同一样品,同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关;b.在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
c.一般情况下,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。
这是由于Boltzmann分布,处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。
3.拉曼光谱技术的优越性提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量,此外。
①由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。
“高分二号”卫星遥感技术潘腾;关晖;贺玮【摘要】“高分二号”(GF-2)卫星是高分辨率对地观测系统重大专项中为满足应用亟需和替代进口而规划的遥感卫星,也是中国第一颗目标定位精度要求达到50m、寿命要求达到5~8年、迄今为止中国研制的空间分辨率最高的民用低轨遥感卫星。
文章分析了 GF-2卫星高分辨率、高定位精度等任务的特点,以及高精度图像保障、扰振抑制设计、长寿命设计等技术创新点,并介绍了其在轨评价及应用情况,为后续高分辨率对地观测卫星提供了参考。
%GF-2 satellite is the first satellite of Chinese importance special project for high resolution earth observation system, in order to meet the pressing need and substitute for imported remote data. It is the first remote sensing satellite of China with 50m positioning accuracy and 5~8 years lifetime by design, especially, it has the highest resolution in China’s civil remote sensing satellite at present. This paper introduces the characteristic of GF-2, include high resolution, high positioning accuracy and the innovations in high quality image design and vibration control design, long life design. Based on the on-orbit data, the primary accuracy and application of GF-2 are evaluated. This paper can be as a reference for other HR imaging satellite design.【期刊名称】《航天返回与遥感》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】9页(P16-24)【关键词】技术特点;应用;“高分二号”卫星;航天遥感【作者】潘腾;关晖;贺玮【作者单位】中国空间技术研究院总体部,北京 100094;中国空间技术研究院总体部,北京 100094;中国空间技术研究院总体部,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TP790 引言“高分二号”(GF-2)卫星采用资源卫星CS-L3000A平台[1],装载2台1m全色/4m多光谱相机,整星质量为2 100kg。
空间光学遥感系统全链路仿真与分析题目:空间光学遥感系统全链路仿真与分析摘要:空间光学遥感系统是一种基于光学技术的卫星遥感系统。
在遥感系统研究领域,空间光学遥感系统具有重要的应用价值。
为了研究和评估该系统的性能,本文采用仿真方法对其全链路进行了仿真和分析。
首先,我们进行了光学系统建模和光学传输仿真,得到系统的成像质量和传输效率;其次,进行系统信号处理仿真和数据解析,得到系统的数据处理效率和准确性;最后,进行系统集成仿真和可靠性评估,得到系统的整体性能和可靠性。
通过仿真和分析,本文对该系统的性能进行了评估和优化,为实际应用提供了科学依据。
关键词:空间光学遥感系统,全链路仿真,系统分析,性能评估。
引言:空间光学遥感系统是一种通过卫星进行地球遥感监测的高分辨率光学遥感系统。
该系统的核心是光学遥感仪器,包括光学仪器和光学传输系统。
在实际应用中,为了确保该系统的高效性和准确性,需要进行全链路的仿真与分析。
本文采用Simulink工具对该系统进行了全链路仿真和分析,得到了系统的成像质量、信号处理效率和可靠性等关键性能指标的数据。
方法:通过建立光学系统模型,搭建光学传输仿真系统,进行系统传输效率和成像质量的仿真和分析。
在这一基础上,我们进行系统信号处理仿真和数据解析,得到了系统的数据处理效率和准确性。
最后,我们进行系统集成仿真和可靠性评估,得到系统的整体性能和可靠性。
结果:通过仿真和分析,我们得到了该系统的性能指标数据。
在光学成像方面,系统的分辨率优于10米,光学影响因素的控制效果良好。
在信号处理方面,系统的率和可靠性表现良好,在不同信号输入条件下,系统都有很好的稳定性和准确性。
在系统集成和可靠性方面,系统整体性能表现优良,具有很好的稳定性和可靠性。
讨论:通过对系统性能的仿真和分析,我们发现该系统在实际应用中表现良好。
但是,在处理异物探测、地形测量等方面,仍然需要进一步研究和优化。
此外,该系统的卫星电源和稳定性等方面的优化也需要进一步探索。
第44卷第4期航天返回与遥感2023年8月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING11高精度星相机视轴漂移修正及在轨评价任宇宁1,2王伟之1,2宗云花1,2邸晶晶1,2翟国芳1,2王妍1,2于艳波1,2高卫军1,2(1 北京空间机电研究所,北京100094)(2 先进光学遥感技术北京市重点实验室,北京100094)摘要高精度星相机是实现立体测绘卫星定姿精度的核心仪器,其视轴漂移误差是影响姿态确定精度的重要因素。
为了实现在轨实时测量星相机视轴变化情况,文章提出了一种基于光学自准直原理构建测量光路,通过监视基准光斑位置变化得到星相机视轴在轨实时变化量的方法,并利用星相机视轴漂移量实时修正在轨实时测量的姿态四元数,最后对星相机之间夹角变化情况进行了试验验证。
试验结果表明:采用本算法修正后星相机之间的夹角长期低频误差得到有效去除,有利于降低地面处理系统标校的频率和次数;在单条航线内星相机之间的夹角最大误差为0.74″(3σ),且受视轴漂移修正算法的影响极小;通过进一步计算得到的单台星相机总误差为0.50″(3σ),低频误差为0.30″(3σ),噪声等效角为0.48″(3σ),通过以上数据可以说明星相机具有良好的精度。
文章研究的处理方法可以为立体测绘卫星地面数据处理提供参考。
关键词视轴漂移高精度在轨评价星相机中图分类号: P236文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2023)04-0011-08DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2023.04.002Boresight Drift Correction and On-Orbit Evaluation for theHigh-Precision Star CameraREN Yuning1,2WANG Weizhi1,2ZONG Yunhua1,2DI Jingjing1,2ZHAI Guofang1,2WANG Yan1,2YU Yanbo1,2GAO Weijun1,2(1 Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China)(2 Beijing Key Laboratory of Advanced Optical Remote Sensing Technology, Beijing 100094, China)Abstract High-precision star camera is the core instrument to achieve attitude determination of the stereo mapping satellite, and its boresight drift error is an important factor that affects the accuracy of attitude determination. In order to achieve real-time measurement of changes in the visual axis of a star camera in orbit, a method is proposed in this paper to construct a measurement optical path based on the principle of optical autocollimation, obtain real-time changes in the camera's visual axis in orbit by monitoring the position change of the reference spot, and use the star camera's visual axis drift to correct in real time the attitude quaternion measured in orbit. Finally, an experiment was conducted to verify the variation of the included angle between star cameras. The results show that the long term low frequency error of the angle between two star cameras was effectively removed with the proposed method, which contributed to reducing the frequency of ground收稿日期:2022-06-22基金项目:民用航天重点项目(D040101)引用格式:任宇宁, 王伟之, 宗云花, 等. 高精度星相机视轴漂移修正及在轨评价[J]. 航天返回与遥感, 2023, 44(4): 11-18.REN Yuning, WANG Weizhi, ZONG Yunhua, et al. Boresight Drift Correction and On-Orbit Evaluation for the12 航 天 返 回 与 遥 感 2023年第44卷processing system calibration. The angle error between two cameras was slightly affected by the boresight drift correction algorithm with the maximum error 0.74″ (3σ) in a single trace. Star camera total error/LSFE (Low Spatial Frequency Error)/NEA (Noise Equivalent Angle) calculated were 0.50″ (3σ)/0.30″ (3σ)/0.48″ (3σ) respectively, which indicated the camera having high accuracy performance. The processing methods studied in this article can provide reference for ground data processing of three-dimensional surveying and mapping satellites.Keywords boresight drift; high precision; on-orbit evaluation; star camera0 引言航天光学立体测绘在现代信息社会中发挥着越来越重要的作用[1],而高精度姿态确定是确保立体测绘精度的重要环节[2-4],传统上一般采用星敏感器实现[5-6]。
第42卷第2期航天返回与遥感2021年4月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING59光学遥感卫星的激光威胁及防护体制探讨乔凯1高超1高秀娟2尚卫东3赵思思3韩潇3张蕾1(1 北京跟踪与通信技术研究所,北京100094)(2 北京控制工程研究所,北京100094)(3 北京空间机电研究所,北京100094)摘要针对光学遥感器激光防护任务需求,文章分析了激光对光学遥感卫星的光学部件、光电探测器件、电子学部组件的辐照效应,结合地基、天基激光武器对卫星的作战场景和模式,梳理了激光武器对卫星光学遥感器不同程度的打击效能及相应的阈值。
文章对自适应激光限幅防护和快速响应快门防护技术、对防护的原理、关键技术进行了阐述;对应用配置和防护效能进行了分析;对激光威胁及防护的发展趋势进行总结。
关键词激光威胁激光辐照激光防护光学遥感中图分类号: V443+.5文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2021)02-0059-09DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2021.02.007Discussion on the Laser Threat and Protection System for OpticalRemote Sensing SatellitesQIAO Kai1 GAO Chao1 GAO Xiujuan2 SHANG Weidong3 ZHAO Sisi3 HAN Xiao3 ZHANG Lei1(1 Beijing Institute of Tracking and Telecommunication Technology, Beijing 100094, China)(2 Beijing Institute of Control Engineering, Beijing 100094, China)(3 Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China)Abstract Aim at the laser protection requirements for the optical remote sensor, the irradiation effect of laser on the optical components, photodectors and electronic components of the optical remote sensing satellite is analyzed in this paper. Combined with the combat scenes and modes of ground-based and space-based laser weapons against satellites, this paper sorts out the different degree of laser weapons against satellite optical remote sensors and the corresponding thresholds, and the adaptive laser limiting protection, the fast response shutter protection technology, the principle and key technology of protection, the application configuration and protection efficiency are analyzed also. Finally, the development trend of laser threat and protection is summarized.Keywords laser threat; laser radiation; laser protection; optical remote sensing0 引言进入21世纪以来,控制外层空间、争夺制天权、在全球范围内取得信息优势已成为世界航天大国不收稿日期:2021-02-23引用格式:乔凯, 高超, 高秀娟, 等. 光学遥感卫星的激光威胁及防护体制探讨[J]. 航天返回与遥感, 2021, 42(2): 59-67.QIAO Kai, GAO Chao, GAO Xiujuan, et al. Discussion on the Laser Threat and Protection System for Optical Remote Sensing Satellites[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2021, 42(2): 59-67. (in Chinese)60航天返回与遥感2021年第42卷断追求的目标。
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用:拉曼光谱的原理及应用拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。
这些技术是:CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性,体积小而功率大的二极管激光器,与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。
这些产品连同高口径短焦距的分光光度计,提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
(一)含义光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时,大部分的光会按原来的方向透射,而一小部分则按不同的角度散射开来,产生散射光。
在垂直方向观察时,除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线,这种现象称为拉曼效应。
由于拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。
因此,与红外吸收光谱类似,对拉曼光谱的研究,也可以得到有关分子振动或转动的信息。
目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定,分子结构的研究谱线特征(二)拉曼散射光谱具有以下明显的特征:a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同,但对同一样品,同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关;b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
c. 一般情况下,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。
这是由于Boltzmann分布,处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。
(三)拉曼光谱技术的优越性提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。
此外1 由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。
SAR遥感数据处理与应用技术研究遥感数据处理与应用技术是当前遥感领域研究的热门方向之一。
特别是对于SAR(合成孔径雷达)遥感数据处理与应用技术的研究,具有重要的意义和广阔的应用前景。
本文将介绍SAR遥感数据处理与应用技术的相关内容,包括数据处理方法、应用领域和研究进展。
一、SAR遥感数据处理方法SAR遥感数据的特点决定了其需要特定的处理方法。
SAR数据具有高分辨率、全天候、全天时观测的特点,但也存在噪声、多路径效应和复杂散射等问题。
为了充分利用SAR数据的信息,需要对其进行相应的处理。
常用的SAR遥感数据处理方法包括图像预处理、滤波处理、散射机制分析和干涉处理等。
图像预处理是SAR数据处理的基础,包括图像去斑点、辐射校正、几何校正等。
滤波处理是为了降低噪声、平滑图像并提取目标信息。
常用的滤波方法有均值滤波、中值滤波、小波滤波等。
散射机制分析是对SAR图像的反射机制进行分析,以了解目标的散射特性。
干涉处理是通过比较两次或多次SAR图像之间的相位差,推测地物的高度和变化。
二、SAR遥感数据应用技术SAR遥感数据的应用技术广泛涉及地质勘探、农林业监测、自然灾害监测等多个领域。
以下将分别介绍几个典型的应用领域。
1. 地质勘探SAR遥感数据在地质勘探中具有独特的优势。
利用SAR数据,可以实现地下结构的观测和勘探,识别地下矿产资源等。
通过SAR数据处理和解译,可以提取地下结构的地形特征和散射特性,进而推测地下物质的性质和分布。
这对于矿产资源勘探和地质灾害预警等具有重要意义。
2. 农林业监测SAR遥感数据在农林业监测中的应用已经得到广泛认可。
利用SAR数据,可以实现对农作物、森林等地表覆盖的监测与评估。
通过SAR数据处理和解译,可以提取农作物的生长状态、森林的生长情况等信息。
这对于农业灾害监测、粮食安全评估和森林资源管理等提供了有力的支持。
3. 自然灾害监测SAR遥感数据在自然灾害监测中发挥着重要的作用。
利用SAR数据,可以实现对地震、滑坡、火灾等自然灾害的监测和预警。
“资源三号”卫星多光谱相机技术范斌;蔡伟军;张孝弘;黄颖;焦文春【摘要】The multi-spectral camera mounted on ZY-3 satellite has been developed according to the requirement of a mapping camera. Many advanced techniques have been adopted for image quality of the camera. High MTF and low distortion of the lens with wide field of view have been reached by off-axis TMA system. High stability has been achieved by flexible fixing technique. The radiometric quality of the camera system has been improved by high integration and low noise technology of the electrocircuit. By testing in orbit,the functions and performances of the camera are completely meet and some beyond the requirements. The camera intrinsic parameters remain stable. After geometrical test and correct ,the location accuracy achieves high level. The paper describes the technology of design, fabricating, alignment and tests of the camera. The result will be usefull for the development of other similar cameras.%"资源三号"多光谱相机按照测绘相机的要求开展研制,采用了离轴TMA光学系统、柔性卸载技术、高集成与低噪声电路技术等多项先进技术保证相机成像品质,在轨测试显示,多光谱相机功能、性能满足研制要求,关键项目性能优于指标要求,内方位元素保持高精度稳定,经过几何检校后,定位精度达到国际先进水平。
空间光学遥感器动力学环境CAE研究摘要:空间光学遥感器所经受的主要力学环境是在运载、发射过程中的动力学环境,尤其是遥感器所经受的各种振动载荷,它直接关系到遥感器结构的稳定性,是影响遥感器在空间能否正常工作的关键因素。
采用CAE技术对空间光学遥感器进行动态刚度及动力学载荷响应分析,旨在考查空间光学遥感器抗外界干扰能力和运载、发射、试验过程抗破坏能力。
研究结果表明,空间光学遥感器具有较高的刚度,能够抑制动力学环境干扰,保持良好的动态特性,空间光学遥感器方案可行。
关键词:CAE技术;有限元法;空间光学遥感器;动力学响应;动力学特性0 引言航天光学遥感技术的研究已经开展了50多年,随着遥感数据应用的不断深入,人们对天体和地球观测的要求越来越高,对空间光学遥感器的要求也越来越高。
空间光学遥感器在地面运输和发射飞行过程中,将经受各种类型的恶劣力学环境,包括振动、噪声、冲击、加速度等。
为了确保空间光学遥感器在空间环境状态下的光学元件结构位置精度及成像质量,以及在发射运载过程中不破坏、不产生残余变形,必须保证空间遥感器结构既具有较轻的重量,又满足足够的强度、刚度和良好的热环境适应性要求。
为此,可采用计算机辅助工程(CAE)数值计算方法,应用有限元分析技术对所设计的空间遥感器结构从刚度、强度、热稳定性方面进行结构性能模拟仿真分析和优化设计。
文中对空间遥感器结构进行模态分析和频率响应分析,以便预示空间遥感器的结构固有动态特性及其对动力学环境的响应。
应用仿真分析结果所提供的信息可以确定空间遥感器结构设计的合理性,以决定是选用该设计方案还是对设计方案进行修改,有利于减少原型试验,实现设计的创新,并可以最后实现对于设计方案的选定。
空间光学遥感器结构方案特点:空间遥感器光学系统主体为对称型透射式结构,包括八片材料分别为TF3、ZK8和K9的三组光学元件。
由于其焦距较长,在第二组光学元件与第三组光学元件间加入平面反射镜,将光线转折90°后射入CCD像面,所以空间光学遥感器外形呈L形。
用于光学遥感器耐受卫星平台微振动环境地面测试的六自由度平台顾营迎;霍琦;李昂;李大为;徐振邦;李义;吴清文【摘要】考虑空间卫星平台微振动环境对高分辨率空间光学遥感器成像质量的制约,提出了在地面测试光学遥感器耐受空间微振动环境裕度的六自由度激振平台的设计方案.建立了平台的运动学与动力学模型,推导出促动器音圈电机的传递函数并建立了Simulink模型.基于设计的模型研制了六自由度平台.对振动平台样机进行了振动加速度控制精度的验证实验,实验以典型的卫星平台微振动频率点为测试输入.实验结果表明平台振动频率为7~40 Hz时,其加速度输出相对误差可控制在7%以内.该平台借鉴了Stewart平台的并联构型,其结构简单、刚度大,振源输出精确可控,满足地面试验应用要求.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2016(024)009【总页数】8页(P2200-2207)【关键词】空间光学遥感器;空间微振动环境;六自由度平台;振动测试;地面测试【作者】顾营迎;霍琦;李昂;李大为;徐振邦;李义;吴清文【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所机器人系统创新研究室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所机器人系统创新研究室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所机器人系统创新研究室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所机器人系统创新研究室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所机器人系统创新研究室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所机器人系统创新研究室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所机器人系统创新研究室,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】V423.6;V416.21随着空间光学遥感器对地观测性能要求的不断提高,卫星平台微振动环境将成为制约空间光学遥感器观测性能进一步提升的主要因素之一[1]。
一体化高分辨率光学卫星飞轮微振动机理与抑制方法近十几年以来,航天对地观测技术的快速发展使得空间光学卫星从以往几十米的分辨率到如今能够获取亚米级的图像,系统指标也越来越高,与此同时,有效载荷对星载活动部件在轨正常工作所引入的微振动环境越来越敏感。
飞轮作为现代高稳定度、高精度航天器常用的姿态控制执行部件,由于转子动静不平衡、轴承缺陷等因素的影响,飞轮在正常工作输出动量矩的同时会产生复杂的谐波扰动。
星载飞轮微振动技术就成了高分辨率光学卫星研制需要突破的关键技术之一。
本文从星载飞轮微振动源至光学有效载荷进行了理论分析、数值模拟和地面试验,深入系统地研究了星载飞轮扰动机理、飞轮扰动对高分辨光学卫星的影响以及飞轮微振动抑制问题,论文主要工作概括如下:根据飞轮结构特点将飞轮扰动分为主扰动和结构扰动:从转子不平衡、轴承扰动、转子碰磨、安装松动四个方面对飞轮主扰动进行分析,并分别建立了扰动模型。
从轴承及其支撑部分和飞轮转子腹板两部分的动态特对飞轮结构扰动特性的影响展开了讨论。
利用划分子结构分析方法,建立了飞轮转子-轴承-安装基础模型,研究了边界条件微小改变导致飞轮结构模态变化对飞轮组件弹性系统的响应特性。
阐述了星载飞轮扰动对现代TDICCD相机以及卫星平台的影响,主要包括两个方面:直接引起像移变化和直接引起卫星平台抖动。
从TDICCD相机成像原理、像移分类以及微振动引起像移变化机理三个方面对平台微振动对光学载荷成像像移影响进行了论述。
根据Newtonian/Eulerian方程,建立了飞轮不平衡与卫星平台的耦合模型,把飞轮不平衡参数引入到耦合模型中,对系统进行了参数定义,推导了系统平动方程、转动方程和转子力矩方程,对模型进行了数值仿真分析,并对结果进行了深入讨论。
基于奇石乐平台(Kistler Table)设计了微干扰力/力矩测量系统,主要包括气压控制、空气弹簧隔振系统、大理石平台和控制与数据采集机柜等。
利用该测试系统在地面对飞轮进行了扰动测试,对实测扰动数据进行了频谱特性分析。
光学遥感卫星微振动抑制方法及关键技术
张庆君;王光远;郑钢铁
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2015(036)002
【摘要】针对光学遥感卫星面临的微振动对成像质量影响的问题,对微振动抑制设计方法和关键技术进行了论述.首先对动量轮、控制力矩陀螺、扫摆机构等主要扰动源的机理和特征进行分析,然后从传递路径设计、微振动源抑制、降低有效载荷敏感性三个方面介绍了微振动抑制方法,最后结合遥感卫星的研制过程给出了微振动抑制设计的实例.
【总页数】8页(P125-132)
【作者】张庆君;王光远;郑钢铁
【作者单位】北京空间飞行器总体设计部,北京100094;北京空间飞行器总体设计部,北京100094;清华大学航天航空学院,北京100084
【正文语种】中文
【中图分类】TB535+.1;V423.4+1
【相关文献】
1.基于微振动对成像质量影响的CMG微振动抑制方法 [J], 冯振伟; 崔玉福; 李琳琳; 扈勇强; 刘静宇
2.高分辨率光学遥感卫星反射点源像点提取方法 [J], 徐伟伟;张黎明;李鑫;杨宝云
3.遥感卫星光学载荷对月定标成像参数系统级分析方法 [J], 徐驰;赵晨光;莫凡
4.大型航天器结构-控制-光学一体化建模与微振动响应快速计算方法 [J], 李建宏
宇;庞贺伟
5.光学遥感卫星飞轮微振动仿真和地面实验研究 [J], 龚小雪;张雷;宣明
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某空间光学遥感器的振动抑制及装星应力卸载技术应用
空间光学遥感器是一种基于光学技术的卫星遥感仪器,它具有高精度、高分辨率、全天时等优势。
然而,在卫星发射和运行过程中,遇到的振动问题一直是一个难以克服的挑战。
本文针对某空间光学遥感器的振动抑制及装星应力卸载技术应用进行探讨。
一、振动抑制技术
在卫星发射过程中,存在多种振动环境,如火箭发射、第一级分离、第二级点火、负载振动等。
这些振动会对空间光学遥感器的成像和控制带来极大的干扰,因此,必须采用有效的振动抑制技术。
1. 软件控制技术
软件控制技术是指在卫星设计和制造过程中,通过优化设计和制造工艺,降低卫星结构迎振频率和模态陆续性,来达到振动抑制的效果。
该技术不需要增加重量和体积,并且可以在任何时间实时控制遥感器的运行状态。
2. 机械抗振技术
机械抗振技术是指通过增加阻尼、减小刚度、改变方位等手段来减缓振动对遥感器造成的影响。
该技术需要增加卫星的质量和体积,并且需要相关管制系统和设备的配合,利用柔性组合和减隔振防振器等技术,保证遥感器的稳定性和可靠性。
二、装星应力卸载技术
卫星在地球上的重力场和恒星光辐照下,会产生内应力和变形。
这些应力和变形会导致空间光学遥感器出现畸变,影响遥感器的精度和稳定性。
因此,必须采用有效的装星应力卸载技术。
1. 自适应支撑技术
自适应支撑技术是指通过基于控制系统的反馈控制装置,去掉装星应力,来维持遥感器的稳定性,并减少振动产生空间变形的影响。
这种技术需要有自适应算法的支持,比如自适应补偿和经验模态分解等,可以减少遥感器由于力的作用而导致的畸变。
2. 弹性发射机构技术
弹性发射机构是指将遥感器与卫星适当隔离,通过使用弹性杆和减振技术,在遥感器受到的振动和应力时,达到卸载应力和阻止振动在遥感器上产生变形的效果。
遥感器与卫星之间的隔离可通过机械弹性组合、减振器和电磁振动器等方法实现。
结论
据以上研究,本文提出的振动抑制技术和装星应力卸载技术可为某空间光学遥感器提高成像质量和控制稳定性提供有效的保障。
使用上述技术,可以对卫星发射和运行过程中遇到的振动和应力等问题作出相应的调整和控制。
因此,在空间光学遥感
器设计和制造过程中,应注重振动抑制和装星应力卸载技术的应用,从而提高遥感器的可靠性和精度水平。
除了振动抑制和装星应力卸载技术,还有其他一些技术和方法也可以用于提高空间光学遥感器的控制稳定性和成像质量,例如:
1. 空气动力学优化设计技术
通过空气动力学优化设计技术,可以降低遥感器受到的空气阻力和外部力,从而减少振动和应力的影响。
这种技术需要使用流体力学、结构力学和优化算法等分析方法,来优化遥感器的设计和制造过程。
同时,也需要测试和验证来保证其稳定性和可靠性。
2. 弱信号提取和处理技术
在空间光学遥感器的成像过程中,难免会出现一些弱信号,而这些信号往往也是成像质量的重要因素。
弱信号提取和处理技术可以帮助遥感器从数据中提取和处理出这些信号,将其转换为有效的信息以提高成像质量和控制稳定性。
这种技术需要使用数字信号处理和模式识别等算法,来处理来自遥感器的数据。
3. 传感器与控制技术
在空间光学遥感器的运行过程中,传感器和控制系统起着至关重要的作用。
在传感器方面,需要使用高灵敏度、高准确度的传感器进行数据采集,同时,控制系统需要快速、准确地响应遥感器的变化以保持其稳定性。
该技术需要使用最新的传感器
技术和控制系统设计,以保证遥感器整体性能的稳定和高精度。
总之,空间光学遥感器的稳定和成像质量是该技术的核心问题。
采用较强的振动抑制和装星应力卸载技术无疑是解决问题的重要途径。
在这之上,还要不断探索其他有效的技术和方法,以进一步提高遥感器的控制稳定性和成像质量。
然而,无论什么技术,最终都需要结合实际情况加以完善,才能使其真正有效,创造出更好的遥感器产品,服务于科学探测、地质勘探、资源管理等领域,促进人类社会的发展。
除了振动抑制和装星应力卸载技术、空气动力学优化设计技术、弱信号提取和处理技术、传感器与控制技术之外,还有一些其他技术和方法也可以用于提高空间光学遥感器的控制稳定性和成像质量。
4. 智能算法和机器学习技术
智能算法和机器学习技术可以对遥感器进行自适应控制,帮助遥感器快速地适应不同的环境和任务要求。
这种技术可以对传感器数据和多种环境因素进行实时监测和分析,利用数据交互和模型训练,从而优化遥感器的工作方式和控制策略,提高遥感器的成像质量和控制稳定性。
5. 红外成像技术
红外成像技术可以用于减少光学失真和抑制光学晕影,提高遥感器的成像质量和控制稳定性。
这种技术利用红外成像器件对遥感器进行成像,可以避免受到自然光的干扰和衰减,提高成像的清晰度和信噪比,同时对不同的环境和任务要求也有很好
的适应性。
6. 光学抗干扰和解调技术
光学抗干扰和解调技术可以帮助遥感器抵御自然干扰和恶意攻击,提高遥感器控制稳定性和安全性。
这种技术可以优化遥感器的光路设计、光路分离等方面,并利用数据加密、加签等措施保障遥感器的安全性。
总之,上述技术和方法都可以为空间光学遥感器提供较好的控制稳定性和成像质量,这些技术和方法都需要结合遥感器的实际情况加以实现,不断进行优化和调整。
同时,需要加强遥感器的传感器技术、电控技术等方面的研究和开发,为空间光学遥感器提供更加综合的解决方案,使其更好地服务于人类社会的发展。
空间光学遥感器是一种广泛应用于地球科学、环境管理和国防安全等领域的先进技术。
提高空间光学遥感器的成像质量和控制稳定性是遥感技术发展的一个重要方向。
为了达到这一目标,一些技术和方法可以被运用。
如振动抑制和装星应力卸载技术、空气动力学优化设计技术、弱信号提取和处理技术、传感器与控制技术、智能算法和机器学习技术、红外成像技术以及光学抗干扰和解调技术。
这些技术的组合可以提高遥感器的控制稳定性和成像质量,同时可适应不同的环境和任务要求。
空间光学遥感器的发展需要结合遥感器的实际情况加以实现,不断进行优化和调整。
同时也需要进一步加强遥感器的传感器技术、电控技术等方面的研究和开发,为遥感技术的发展提供更多元的解决方案,为人类社会服务。