空间光学遥感器动力学环境CAE研究

空间光学遥感器主反射镜支撑结构综述李宗轩1，2（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春吉林 1300312.中国科学院研究生院，北京,100039）摘要：空间光学遥感器正向着高地面分辨率，宽覆盖面积，高光谱分辨率和宽光谱带宽的方向发展。

光学系统的主反射镜是整个系统至关重要的环节，直接影响成像质量。

现代的高分辨率空间相机其主反射镜直径一般大于500mm，对自重、空间力学环境和温度影响更加敏感。

其支撑结构的设计就尤为重要。

文章简要分析了主反射镜支撑系统的特殊技术要求，针对这些要求，介绍了几种国内外主镜的支撑结构形式，并讨论了支撑结构设计设计中要注意的几个问题。

最后介绍了空间光学遥感器主镜支撑技术的几个发展方向。

关键词：空间光学遥感器；主反射镜；支撑结构；热补偿1 引言现代空间光学遥感器地面覆盖面积越来越大，地面分辨率越来越高，长焦距、大视场、和大通光口径已经成为其发展的必然趋势。

随着遥感器口径的增大，尤其是光学系统尺寸的增大，带来了许多技术问题，主要表现为空间遥感器的精度、稳定性以及质量等与其应用需求之间的矛盾。

反射镜是反射式光学系统的关键部件，其面形精度要求非常高，通常面形误差要求在可见光波长量级及以上，不超过100nm。

反射镜支撑系统直接影响着反射镜保持面形精度的能力，其成为大口径反射镜工程应用中的最关键技术之一。

随着光学系统主反射镜直径的不断增大，使得反射镜面形受自重力和温度梯度的影响尤为突出。

为了更好地满足大口径光学系统的高性能要求，必须对其主反射镜其进行轻量化设计，以减轻自重变形的影响。

主镜在轻量化以后，随着轻量化率的增加，虽然比刚度在提高，但其结构绝对刚度却在下降，因此镜面对支撑应力的敏感度也在迅速增大。

同时，空间环境温度的改变也易通过支撑结构引起反射镜的面形变化。

进入空间近地轨道以后，在地面已达到工程使用要求的主镜由于自重的消失和复杂的外界温度的变化，镜面面形也易发生变化，偏离设计和加工的要求，直接影响空间相机的成像质量。

空间环境和污染对光学器件的影响李鸿勋【摘要】用于观测卫星、气象卫星、空间望远镜上的各种光学器件及其光学涂层必须经受住空间环境和污染的考验才能保证航天器的可靠性。

采取有效措施减少空间环境的影响是解决问题的关键。

对于低温光学仪器是个相对独立的系统，在冷却期间必须保证仪器中最冷的传感器芯片保持最高温度，这样在冷却之前污染物就不会被吸附在表面上。

最好的方法是在光学器件的适当位置安装加热器及污染控制罩。

%Various instruments such as optical devices and optical coatings used in observation satellites,meteorologi-cal satellites and space telescopes must withstood the trial of the space environment and contamination in order to ensure the reliability of spacecraft. To reduce the impact of the space environment and control contamination are the key to solv-ing the problem. Low-temperature optical instruments is a relatively independent system,its thermal design must ensure the coldest sensor chip array to hold the highest temperature in the instrument. Thus,the contaminant is not be adsorbed onto the surface of the key before sensor chip array will be cooled. The best and most basic method of controlling cryogen-ic instrument contamination is that Optics forever invisible molecules flow from external contamination sources. Installing the heater and contamination control cover at an appropriate position is effective.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P364-368)【关键词】污染;光学器件;传感器;中红外;涂层【作者】李鸿勋【作者单位】北京卫星环境工程研究所，北京 100094【正文语种】中文【中图分类】V57航天器及其重要部件的表面在空间环境和污染的条件下，会影响航天器及相关部件的可靠性和质量，因此空间环境和污染问题受到了广泛关注，并进行了大量研究工作，以便研讨有效空间环境和控制污染的措施。

遥感专业大类
遥感专业属于工学门类下的测绘类专业，是一门新兴的交叉学科。

它集成了空间、电子、光学、计算机、通信等学科的理论和技术，利用传感器/遥感器从空中或空间获取地球表面的信息，并对这些信息进行加工处理和分析应用。

遥感技术具有观测范围广、获取信息速度快、获取信息受条件限制少等特点，在农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域具有广泛的应用前景。

遥感专业主要学习遥感原理与方法、遥感图像处理、遥感应用技术、遥感地学分析、遥感软件开发等方面的知识和技能。

学生需要具备较好的数学、物理、计算机等基础知识，同时还需要具备较强的空间思维能力和数据分析能力。

在学习过程中，学生将通过理论学习、实验操作、实习实践等方式，掌握遥感数据的获取、处理、分析和应用等技能，为今后从事遥感相关的工作或研究奠定基础。

毕业后，学生可以在国土资源、环境保护、农业、林业、测绘、交通等领域从事遥感数据采集与处理、遥感图像解译、遥感应用系统开发等方面的工作，也可以在科研机构、高校从事遥感相关的研究和教学工作。

总之，遥感专业是一个具有广阔前景和应用价值的专业，对于那些对空间信息技术感兴趣、具备较强的计算机和数据分析能力的学生来说，是一个不错的选择。

空间机构的动力学与控制分析一、引言空间机构是一种由多个刚性杆件和关节组成的机械系统，其结构复杂，具有高度的自由度。

在航天工程中，空间机构起着至关重要的作用，包括卫星的姿态控制、航天器的导航和控制等。

因此，对空间机构的动力学和控制分析具有重要意义。

本文将围绕这一主题展开讨论。

二、空间机构的动力学分析空间机构的动力学分析是对机构在运动中的力学特性进行研究，主要包括求解机构的运动方程和动力学模型等。

具体而言，动力学分析涉及到以下几个方面。

1. 运动学分析：运动学分析是研究机构在运动过程中的位置、速度和加速度等运动特性。

运动学分析的基本任务是求解机构的广义坐标，以描述机构各个部件的运动状态。

常用的方法包括位移分析、速度分析和加速度分析。

2. 动力学模型：动力学模型是对机构的动力学特性进行建模和表达。

通常，可以通过列写动力学方程来描述机构在运动中受到的力和力矩。

常用的方法有拉格朗日方法、牛顿―欧拉方法等。

动力学模型的建立可以深入理解机构的力学特性，为控制设计提供支持。

3. 动力学参数辨识：动力学参数辨识是指通过实验或仿真等手段，确定动力学模型中的参数。

这些参数包括机构的质量、惯性、链接特性等。

精确的动力学参数辨识可以提高动力学模型的准确性，从而提高控制系统的性能。

三、空间机构的控制分析空间机构的控制分析是研究如何控制机构的姿态、位置和速度等运动特性。

控制分析的主要任务是设计合理的控制策略和算法，以实现机构的特定运动要求。

具体而言，控制分析涉及以下几个方面。

1. 控制模型建立：控制模型是对机构的控制特性进行建模和描述。

通过控制模型，可以从输入和输出之间建立联系，以实现对机构运动的控制。

常用的方法有状态空间模型、传递函数模型等。

2. 控制策略设计：控制策略是指根据机构的特点和要求，设计合理的控制算法和策略。

常用的控制策略包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。

不同的控制策略适用于不同的机构和运动要求。

3. 控制性能评估：控制性能评估是对控制系统的性能进行定量和定性的评估。

空间遥感智能载荷及其关键技术随着航空航天技术的不断发展和更新，人们对于空间遥感技术的需求也越来越强烈。

而空间遥感智能载荷，作为一种高级遥感装置，可以为航天器提供智能化的探测功能，实现高精度、高分辨率的遥感测量，具有非常重要的应用价值。

空间遥感智能载荷的研究，主要涉及以下几个方面的技术：遥感探测技术、智能化控制技术、数据传输技术以及图像处理技术。

首先，遥感探测技术是实现空间遥感智能载荷的核心技术。

遥感探测技术主要包括平台探测技术和传感器探测技术。

平台探测技术主要是将遥感载荷装配在有效载荷位置上，而传感器探测技术则是对于光学信号、微波信号、激光信号等进行探测。

其中，光学遥感和微波遥感是常用的遥感探测技术。

光学遥感主要利用航天器对于地球表面的反射或辐射能量进行探测，而微波遥感则是通过微波信号的反射和回波来得到目标的信息。

其次，智能化控制技术是空间遥感智能载荷的另一个重要方面。

智能化控制技术涉及到载荷的动态姿态控制、自主导航、故障诊断等方面。

针对航天器在太空环境中的高速运动和航迹偏差，需要通过精准的计算和控制算法来实现空间遥感智能载荷的定位和控制。

同时，为了保证遥感载荷的可靠性和灵活性，还需要实现控制软件和硬件的智能化升级和改造。

在数据传输方面，需要实现对于数据的高速传输和有效存储。

对于空间遥感智能载荷产生的数据，需要通过适当的技术手段，如加密、压缩等方式进行传输和存储，以保证数据的完整性和机密性。

而在数据传输的过程中，还需要充分考虑数据的带宽和传输延时等因素。

最后，针对采集到的遥感图像数据，还需要进行相关的图像处理技术。

这包括影像拼接、影像融合、影像分类和影像分析等方面。

通过对所采集到的遥感图像进行精细化处理，可以提高遥感图像的质量和分辨率，为航天和地质等各个领域的研究提供出色的支撑。

综合来看，空间遥感智能载荷是一种集先进探测、智能化控制、高速传输和精细化处理为一体的高科技载荷装置，具有非常重要的战略意义和应用价值。

cae空气动力学CAE（计算机辅助工程）空气动力学是一项应用计算机技术来模拟和分析空气流动的工程学科。

它在航空航天、汽车工程、建筑设计等领域中扮演着重要的角色。

本文将介绍CAE空气动力学的基本概念、应用和发展趋势。

一、CAE空气动力学的基本概念CAE空气动力学是通过数值模拟和计算方法研究空气流动的学科。

它使用计算机软件对流体动力学方程进行离散化和求解，从而得到模拟结果。

CAE空气动力学可以帮助工程师预测和优化流体力学问题，如空气阻力、升力、气动失稳等。

二、CAE空气动力学的应用1.航空航天工程：在飞行器设计中，CAE空气动力学可以帮助工程师评估飞机的气动性能，如升力、阻力、操纵性能等。

通过对不同设计方案进行模拟和分析，工程师可以优化飞机的外形和气动布局，从而提高飞行性能和安全性。

2.汽车工程：在汽车设计中，CAE空气动力学可以帮助工程师评估汽车的空气阻力和气动稳定性。

通过模拟空气流动，工程师可以优化汽车的外形设计，减少阻力，提高燃油效率和行驶稳定性。

3.建筑设计：在高层建筑和桥梁设计中，CAE空气动力学可以帮助工程师评估结构的阻力、风压和风载荷。

通过模拟风场，工程师可以优化结构的设计，确保其在强风环境下的安全性和稳定性。

三、CAE空气动力学的发展趋势1.多物理耦合模拟：未来的CAE空气动力学将更加注重多物理场之间的相互作用。

例如，结合热传导和流体流动的模拟，可以更准确地评估热风流的传热性能。

2.高性能计算：随着计算机技术的不断发展，CAE空气动力学将能够处理更加复杂的模拟和分析任务。

高性能计算能力将使得工程师可以更快地得到模拟结果，从而加快设计和优化的速度。

3.优化设计：CAE空气动力学将与优化算法相结合，实现自动化的设计优化。

工程师只需定义设计目标和约束条件，优化算法将自动搜索最佳设计方案。

这将大大提高设计效率和性能。

4.虚拟试验：CAE空气动力学将逐渐取代传统的实验方法，成为工程设计和验证的主要手段。