国家高技术研究发展计划(2012AA121502)
- 作品数：67 被引量：467H指数：13
- 相关作者：金光孔林徐伟孙志远常松涛更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学长光卫星技术有限公司更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划吉林省青年科研基金吉林省自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术机械工程电子电信更多>>
- 大气与环境影响分析的红外比色测温方法被引量：1
- 2015年
- 传统的比色测温法通常利用可见光和近红外波段,对距离较近的高温目标具有较高的测量精度,而对距离较远的中低温目标无法精确测量。针对传统比色方法适用局限性,提出考虑大气和环境影响的红外比色测温方法,建立基于中波红外相机的比色测温实验系统。首先使用标准黑体进行中波红外相机和比色系统单波段定标;然后推导加入环境辐射参数的比色测量模型,进而建立新的目标辐射亮度比值与目标温度间的函数关系;最后,进行了实验室内自制灰体目标温度测量实验,验证了提出方法的可行性。实验表明:在实验温度范围内,温度绝对误差和相对误差分别小于4℃和6.7%,目标辐射亮度测量精度高于10%,考虑大气与环境影响的比色测温方法可实现中低温目标温度精确测量。
- 吕游杨波魏仲慧何昕常松涛孙志远
- 关键词：非接触测温环境辐射
- 基于点扩散函数的小目标辐射测量被引量：13
- 2014年
- 提出了一种基于点扩散函数(PSF)精确测量尺寸很小或者距离很远的一类小目标的红外辐射特性的方法。该方法在已知目标几何形状的前提下,采用倾斜刃边法测得光学系统的点扩散函数;对目标成像和探测器焦平面阵列采样过程进行建模,得到目标在探测器上成像的模拟图像;通过对红外系统捕获的模拟图像与真实图像进行匹配获得最优化估计的目标亮度、尺寸以及中心位置。最后,通过实验对该方法进行了验证。结果显示:圆形目标温度为70℃,理想几何成像直径大于4个像元时,测得的辐射亮度最大误差为2.35%;目标尺寸(面积)最大误差为1.89%。该方法可用于获取目标和背景辐射特性,测试红外成像系统性能,完成图像复原和小目标定位等。
- 常松涛孙志远张尧禹朱玮
- 关键词：红外焦平面阵列点扩散函数
- 航天相机控制器在轨软件重注被引量：7
- 2013年
- 随着航天相机任务的增加、功能的增强、集成化及复杂程度越来越高,应用系统对相机控制器提出了更高的长期在轨自治性和可靠性要求。本文以某实际项目应用为背景提出了一种以TSC695F为核心处理器的新型高可靠航天相机控制器在轨软件重注指令序列设计方法和引导程序接收、缓存、校验以及存储重注数据的处理流程,最后结合相机控制器软件重注专用检测模块验证了该软件重注方法设计的正确性,并给出了地面生成上注数据包的参考代码。
- 徐伟朴永杰
- 关键词：航天相机
- TDI CCD成像电路系统响应模型的研究被引量：6
- 2014年
- 为建立准确的时间延迟积分电荷耦合元件(TDI CCD)成像电路系统的响应模型,根据成像系统的信号处理流程,详细分析了CCD传感器、预放电路与视频处理电路等主要环节对系统响应的影响,并结合理论响应模型,针对实际的处理流程,建立了实际系统的理论响应模型。利用某航天相机TDI CCD成像系统进行了暗电流噪声、视频处理电路噪声等专项测试实验,并在不同的拍照参数与光辐射条件下进行了辐射定标实验,分析了具体的实验图像数据,采用最小二乘法的线性拟合与二次多项式拟合分别得到了系统响应的近似数学模型和高精度数学模型,拟合决定系数R2分别达到了0.992和0.9998。利用该响应模型可以准确计算卫星在轨拍照时地物的辐射特性,并为合理选择相机在轨拍照参数提供依据。成像实验表明,系统响应模型准确,参数设置合理,满足相机在轨拍照的任务要求,提高了相机在轨工作的效率。
- 郑亮亮张贵祥贺小军曲宏松金光
- 关键词：成像系统时间延迟积分辐射定标
- 一种具有CAN接口的飞轮模拟器设计被引量：1
- 2014年
- 飞轮是一种广泛应用于卫星姿态控制分系统中的高精度执行机构,可实现对卫星姿态的控制和调整。涉及飞轮为某小卫星上搭载的一种具有CAN接口的以数字量输入输出的新体制飞轮。在卫星姿态控制分系统的地面电测试过程中,通常配合使用各部件的电模拟器来完成闭环仿真测试。针对上述需求,设计并开发了一种具有CAN接口的飞轮模拟器,可实现飞轮的技术方案前期论证、电测试、故障模拟和在轨故障地面复现等功能。设计中采用四阶龙格-库塔法实现飞轮模型解算,采用LabWindows/CVI对飞轮模型进行了仿真,采用研制的飞轮模拟器和Xilinx ML510开发平台对飞轮模型进行了硬件验证。飞轮模拟器已成功应用于某小卫星地面闭环仿真测试中,测试结果稳定、可靠,满足测试要求。
- 易进赵光权徐伟
- 关键词：飞轮模拟器
- 基于轴向梯度折射率校正镜的折反式光学系统设计被引量：1
- 2016年
- 传统的两镜折反式光学系统通常采用两片或多片均匀材料的球面校正镜校正同轴两反系统的剩余像差,为了减少校正镜组镜片数量甚至要引入带有非球面的透镜。采用的单片轴向梯度折射率校正镜即可以校正同轴两反系统的剩余像差,又可以减少校正镜片数。总结了轴向梯度折射率透镜和带有无光焦度校正元件光学系统的初级像差理论,研究了轴向梯度折射率透镜作为两镜折反式光学系统校正镜的设计方法。并且给出了采用单片轴向梯度折射率透镜作为校正镜,焦距为3000 mm,相对孔径为1/8,视场角为1°的两镜折反式光学系统设计。设计结果表明,系统最大视场波前RMS值小于0.07 l,系统弥散圆半径接近艾里斑半径,在50 lp/mm时的传递函数高于0.35,系统的最大畸变小于0.5,最大场曲小于0.2,系统像质接近衍射极限。
- 韩培仙金光钟兴夏春秋
- 关键词：光学设计
- 一体化星务计算机多路多模式通信系统的实现
- 2015年
- 在某一体化微小卫星的设计中,针对其高性能星务计算机硬件接口受限,无法完成对星务、姿控分系统内十余个测量、控制部件的管理,设计了一种多路多模式通信系统作为星务计算机的通信功能扩展。该系统制定了与星务计算机的通信协议,以FPGA作为控制器并应用Verilog HDL编程技术,采用具备缓存功能的多路多模式全双工串行通信架构,完成星务计算机对各测量、控制部件高效、低延迟的通信管理。实验结果表明,该系统运行稳定、功能正常,满足本工程设计的应用需求。
- 舒浩曲宏松贺小军陶淑苹
- 关键词：FPGAVERILOGHDL
- 航天TDI CCD相机成像拼接快速配准算法设计与分析被引量：5
- 2014年
- 为解决卫星灵活机动多模式成像中多片TDI CCD拼接像元失配的问题,提出了一种实现TDI CCD相机成像搭接与错位像元快速拼接配准的匹配算法。通过分析卫星侧摆成像过程焦平面上像移速度矢量变化导致的多片TDI CCD拼接成像像元失配现象,设计了成像速度矢量光线追迹与齐次坐标变换方法,计算了侧摆成像过程中影响图像失配的偏流角、像移速度矢量和两片TDI CCD拼接纵向错位方向和横向搭接方向的像元数目。利用小卫星姿态控制系统半物理仿真平台和TDI CCD原理样机系统对两片TDI CCD拼接像元匹配算法进行实验验证。结果表明:视场角为10°的TDI CCD相机在卫星侧摆30°成像时,经过1个拼接周期后,两片TDI CCD拼接纵向错位和横向搭接像元数目由初始的148.5和50变为137和49,其中横向搭接像元数目与理论计算结果仅有0.1pixel的偏差,纵向错位像元数目与理论计算结果基本一致。经实验和理论对比分析,所设计的纵向错位与横向搭接像元快速拼接配准算法能够解决TDI CCD图像拼接的准确性,确保图像像元匹配进而获得高质量的图片。
- 常琳金光杨秀彬
- 关键词：TDICCD相机图像配准
- 光学小卫星蜂窝主承力板的设计与测试被引量：3
- 2016年
- 为了满足星载一体化光学小卫星对主承力板的刚度和重量要求,降低主承力板上各单机的动力学响应,对工程常用的蜂窝夹层板等效理论和动力学分析方法进行研究。首先,介绍了六边形蜂窝芯子的等效理论和考虑胶层的面板等效理论。建立了某星载一体化光学小卫星-Y向主承力板的有限元模型,以重量和动态刚度为目标,对蜂窝芯子参数进行优化分析。通过分析比较不同芯子蜂窝板的重量和刚度,最终选择壁厚为0.03 mm,边长为5 mm的蜂窝芯子。然后,在模态分析的基础上,对蜂窝主承力板进行正弦振动和随机振动分析。最后,进行相应的正弦振动和随机振动试验。分析与试验结果表明:一阶自然频率误差为1.9%;正弦加速度响应误差为4.5%;随机均方根加速度响应误差为3.7%。表明分析模型建立准确,参数等效合理,动力学响应分析准确,并且能满足卫星结构总体和各个星上单机对主承力板的动力学响应要求。
- 蒋权杨洪波李宗轩张雷
- 关键词：卫星蜂窝板等效动力学响应
- 飞轮微振动对空间相机调制传递函数的影响被引量：4
- 2016年
- 结合集成建模法和光线追迹法研究飞轮微振动对相机成像质量的影响.采用集成建模法,建立飞轮微振动的扰动模型、卫星和相机的有限元模型,进行瞬态响应分析,得到6个方向力或力矩单独作用下相机各反射镜随时间变化的位移.采用光线追迹法,由反射镜位移和入射光线,根据折射定律计算折射后光线的位置、方向及与光轴的夹角.由得到像面处的光斑坐标和位移,运用运动统计矩计算系统调制传递函数.结果表明:响应周期与激励周期无关;激励的作用时间长度和采样时间长度均会影响调制传递函数;不同方向振动激励造成的调制传递函数变化的大小不同,而不同方向对包含原光学系统的调制传递函数的影响类似仅振动对调制传递函数的影响;当振动分别作用My、Mz值时衰减最大,达到0.1左右.该方法较理论推导简便快捷,能获取微振动与调制传递函数的关系,为系统优化设计和隔振措施提供参考.
- 邓长城安源母德强解鹏于丹
- 关键词：微振动飞轮空间相机调制传递函数
