空间光学敏感器透射镜组胶粘技术

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作者 杨宇 王伟华 +3 位作者 李连升 张尧 迟百宏 贾怡 《材料导报》 北大核心 2025年第10期26-31,共6页

空间光学敏感器是航天器的重要组成部分,其在极端空间环境下可靠工作是空间活动和任务正常开展的保障。空间光学敏感器的核心在于光学系统的制造,目前空间光学敏感器最普遍采用的是中小口径透射式光学系统,这要求各光学元件之间进行精... 空间光学敏感器是航天器的重要组成部分,其在极端空间环境下可靠工作是空间活动和任务正常开展的保障。空间光学敏感器的核心在于光学系统的制造,目前空间光学敏感器最普遍采用的是中小口径透射式光学系统,这要求各光学元件之间进行精密的装配制造。与机械紧固件连接方式相比,胶粘方式在中小口径透射式光学系统制造中更具潜力,然而胶粘方式在面向航天应用的光学敏感器光学系统制造中鲜有提及。系统研究了面向空间光学敏感器光学系统的透射镜组胶粘技术,通过应力仿真与面形分析确定了XM31作为下层胶粘剂、DP460作为上层胶粘剂的用胶组合,通过L_(9)(3^(4))正交试验及极差/方差分析确定了包边后面形大小的主要影响因素是包边材料和下层涂胶面积,通过热真空、温度循环、力学环境适应性试验等空间环境地面模拟实验评估了该技术的可靠性,最终确定了最优胶粘技术参数。本工作对后续空间光学敏感器透射镜组装配技术研究有很强的指导意义。 展开更多

关键词 空间光学敏感器 透射镜组 胶粘技术

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我国深空探测光学敏感器技术发展与应用(特约) 被引量：8

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作者 王立 吴奋陟 梁潇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期33-38,共6页

光学敏感器是深空探测航天器导航制导与控制系统的关键组成,为航天器平台的稳定运行和有效载荷的科学探测提供指向和位置支持。文章对我国深空探测任务中研制与应用的姿态测量敏感器、自主导航光学敏感器、着陆避障光学敏感器、巡视探... 光学敏感器是深空探测航天器导航制导与控制系统的关键组成,为航天器平台的稳定运行和有效载荷的科学探测提供指向和位置支持。文章对我国深空探测任务中研制与应用的姿态测量敏感器、自主导航光学敏感器、着陆避障光学敏感器、巡视探测光学敏感器典型产品进行了综述,对其关键技术和发展趋势进行论述。 展开更多

关键词 深空探测 光学敏感器 典型应用 发展趋势

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新型复合多视场光学敏感器及其导航方法 被引量：4

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作者 江洁 郑佳怡 凌思睿 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-7,共7页

基于利用四面镜结构实现的复合多视场光学敏感器,给出了一种高精度天文导航方法,即通过四面镜同时观测地球、导航星和折射星,利用卫星、地球、恒星之间的位置关系,实现自主导航。通过研究导航量测信息的获取途径,给出了复合多视场光学... 基于利用四面镜结构实现的复合多视场光学敏感器,给出了一种高精度天文导航方法,即通过四面镜同时观测地球、导航星和折射星,利用卫星、地球、恒星之间的位置关系,实现自主导航。通过研究导航量测信息的获取途径,给出了复合多视场光学敏感器的5种实用工作方式。结合卡尔曼滤波算法,建立了自主天文导航的仿真模型,并对5种工作方式进行了仿真与比较。仿真结果表明:双组直接敏感地平与单组间接敏感地平结合的导航方式精度最高,位置精度达到了10 m量级。 展开更多

关键词 天文导航 复合光学敏感器 多视场 信息融合 系统仿真

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深空自主导航光学敏感器及其验证 被引量：4

4

作者 郝云彩 王大轶 《空间控制技术与应用》 2012年第3期5-10,共6页

利用光学导航敏感器进行深空自主导航在国际上已成为一种发展趋势,这种方法具有自主性强、精度高、节约成本等优点,且距离地球越远越显优势.在国内首次开展了用于深空巡航段的自主光学导航敏感器设计研制和验证工作,所研制的光学导航敏... 利用光学导航敏感器进行深空自主导航在国际上已成为一种发展趋势,这种方法具有自主性强、精度高、节约成本等优点,且距离地球越远越显优势.在国内首次开展了用于深空巡航段的自主光学导航敏感器设计研制和验证工作,所研制的光学导航敏感器原型样机设计技术指标为:焦距953.8mm,视场角0.8°×0.8°,探测极限灵敏度12Mv,测量精度0.5″(1σ),动态范围100∶1.试验室测试和外场观星试验的结果表明,测量精度达到0.5″(1σ),探测极限灵敏度达到12.5Mv,技术指标全部满足要求. 展开更多

关键词 深空探测 自主导航 光学敏感器 图像处理

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空间交会对接光学敏感器测量实验研究

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作者 王一凡 卢欣 《控制工程（北京）》 1995年第5期28-32,共5页

光学敏感器通常用作空间交会对接最后阶段的测量敏感器。本文研究了光学成像敏感器的测量方法,并在此基础上进行了物理仿真实验,实验结果表明,当距离为1米左右对直径40厘米的目标模拟器进行测量时,位置测量精度优于1毫米,姿态测量精度优... 光学敏感器通常用作空间交会对接最后阶段的测量敏感器。本文研究了光学成像敏感器的测量方法,并在此基础上进行了物理仿真实验,实验结果表明,当距离为1米左右对直径40厘米的目标模拟器进行测量时,位置测量精度优于1毫米,姿态测量精度优于0.4°。 展开更多

关键词 交会对接 光学敏感器 位姿测量 飞船

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空间光学敏感器成像组件抗力学稳定性分析与评价 被引量：2

6

作者 张慧锋 孙艳 +3 位作者 李春江 孙建波 周建涛 曹明宇 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第2期80-86,共7页

成像组件是空间光学敏感器和光学相机的核心组件,其抗力学稳定性直接影响单机的测量精度.为了提高其抗力学性能,本文首先对成像组件结构进行了力学分析,并通过试验验证了分析方法的有效性.由于仿真分析只能对抗力学稳定性进行定性评价,... 成像组件是空间光学敏感器和光学相机的核心组件,其抗力学稳定性直接影响单机的测量精度.为了提高其抗力学性能,本文首先对成像组件结构进行了力学分析,并通过试验验证了分析方法的有效性.由于仿真分析只能对抗力学稳定性进行定性评价,本文设计了实验来定量评价,并提出了一种成像组件抗力学稳定性评价方法.最后,应用该评价方法对三种结构进行了抗力学稳定性分析、试验和测试.结果表明,本文提出的评价方法与力学仿真结合试验的评价方法对三种结构的评价结论是一致的.而本文的量化评价方法可以给出结构力学试验后的滑移值和机械基准变化值,为产品的研制提供数据参考.该方法可应用于对位置变化敏感的空间光学仪器的研制过程. 展开更多

关键词 空间光学敏感器 成像组件 抗力学稳定性 力学分析 定量评价方法

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星敏感器光学系统弥散斑测试方法 被引量：9

7

作者 周艳 赵建科 +1 位作者 昌明 潘亮 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期454-456,共3页

提出了一种星敏感器光学系统弥散斑尺寸的测试方法,主要是利用平行光管、转台和CCD显微摄像系统组成弥散斑测量系统,采集图像后,采用双三次插值像元细分,提取图像中灰度值,依据瑞利判据计算弥散斑尺寸。通过实际测量和试验验证,光学系统... 提出了一种星敏感器光学系统弥散斑尺寸的测试方法,主要是利用平行光管、转台和CCD显微摄像系统组成弥散斑测量系统,采集图像后,采用双三次插值像元细分,提取图像中灰度值,依据瑞利判据计算弥散斑尺寸。通过实际测量和试验验证,光学系统0.8视场弥散斑测量精度可以达到0.5μm,重复测量精度可达0.2μm。 展开更多

关键词 星敏感器光学系统 弥散斑 测量误差

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神舟八号飞船交会对接CCD光学成像敏感器 被引量：12

8

作者 赵春晖 高文文 +3 位作者 刘鲁 龚德铸 郭绍刚 卢欣 《空间控制技术与应用》 2011年第6期6-13,共8页

介绍了CCD光学成像敏感器的功能和组成,以及低噪声视频电路、高速数据处理平台、抗杂光干扰算法、杂光干扰地面试验验证方法等关键技术,并给出了相关测试结果.实际飞行结果表明,CCD光学成像敏感器相机各项指标满足任务书要求,在最后的... 介绍了CCD光学成像敏感器的功能和组成,以及低噪声视频电路、高速数据处理平台、抗杂光干扰算法、杂光干扰地面试验验证方法等关键技术,并给出了相关测试结果.实际飞行结果表明,CCD光学成像敏感器相机各项指标满足任务书要求,在最后的对接段最远测量距离达164m,位置测量精度优于2mm,滚动轴姿态测量精度优于0.03°,横轴姿态精度优于0.1°,位置和姿态测量精度超过了世界先进水平. 展开更多

关键词 CCD光学成像敏感器 位置和姿态测量 交会对接 神舟八号飞船

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空间杂光对交会对接光学成像敏感器影响分析 被引量：7

9

作者 赵春晖 龚德铸 +4 位作者 刘鲁 王晓燕 王艳宝 薛志鹏 侯丹佳 《空间控制技术与应用》 2012年第3期1-4,20,共5页

CCD光学成像敏感器是交会对接最后靠拢段的关键测量敏感器,其在轨工作时,太阳和地球杂光可能会进入相机视场,影响敏感器的正常测量.提出通过杂光建模分析和地面杂光试验验证相结合的方法,评估和验证空间杂光对光学成像敏感器测量的影响... CCD光学成像敏感器是交会对接最后靠拢段的关键测量敏感器,其在轨工作时,太阳和地球杂光可能会进入相机视场,影响敏感器的正常测量.提出通过杂光建模分析和地面杂光试验验证相结合的方法,评估和验证空间杂光对光学成像敏感器测量的影响,确定相机遮光罩设计指标要求,给出理论分析、地面及飞行试验结果. 展开更多

关键词 交会对接 光学成像敏感器 杂散光

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交会对接光学成像敏感器的LD照明系统 被引量：4

10

作者 龚德铸 赵春晖 +3 位作者 张琳 白山 覃波 马云亮 《空间控制技术与应用》 2014年第5期57-62,共6页

以交会对接光学成像敏感器应用为背景,阐述主动式和被动式交会对接光学成像敏感器的区别、照明系统的不同方案,论述LD照明系统的组成和原理,以及LD器件和光纤的选择和特性,解决了交会对接光学成像敏感器大视场远距离均匀照明的难题,克... 以交会对接光学成像敏感器应用为背景,阐述主动式和被动式交会对接光学成像敏感器的区别、照明系统的不同方案,论述LD照明系统的组成和原理,以及LD器件和光纤的选择和特性,解决了交会对接光学成像敏感器大视场远距离均匀照明的难题,克服了空间适应性的困扰,且通过双波长工作模式增强了抗杂光能力. 展开更多

关键词 交会对接 交会对接光学成像敏感器 LD照明系统

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交会对接光学成像敏感器遮光罩设计 被引量：1

11

作者 王晓燕 赵春晖 +2 位作者 李志 高文文 龚德铸 《空间控制技术与应用》 2012年第2期41-44,共4页

遮光罩是交会对接光学成像敏感器中杂光抑制的重要组件,对有效提取目标点信息、保证敏感器定姿精度有重要作用.着重阐述了基于蒙特卡洛法的交会对接光学成像敏感器遮光罩设计,借助光学仿真软件进行仿真验证,并通过与试验结果进行对比,... 遮光罩是交会对接光学成像敏感器中杂光抑制的重要组件,对有效提取目标点信息、保证敏感器定姿精度有重要作用.着重阐述了基于蒙特卡洛法的交会对接光学成像敏感器遮光罩设计,借助光学仿真软件进行仿真验证,并通过与试验结果进行对比,验证了遮光罩设计的有效性. 展开更多

关键词 光学成像敏感器 遮光罩 杂光抑制

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新一代空间交会对接光学成像敏感器 被引量：9

12

作者 刘启海 龚德铸 +3 位作者 华宝成 钟俊 郑岩 赵春晖 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第2期56-61,共6页

为满足中国未来空间交会对接任务对光学成像敏感器工作能力尤其是杂光抑制能力的更高需求,研制新一代空间交会对接光学成像敏感器.该产品多项指标优于其上一代产品神舟八号CCD光学成像敏感器,测量距离由原来的150~2 m范围提升为250~0.9 ... 为满足中国未来空间交会对接任务对光学成像敏感器工作能力尤其是杂光抑制能力的更高需求,研制新一代空间交会对接光学成像敏感器.该产品多项指标优于其上一代产品神舟八号CCD光学成像敏感器,测量距离由原来的150~2 m范围提升为250~0.9 m范围;目标捕获时间由10 s缩短为0.32 s;抗杂光干扰能力大幅提升,实现准全天候工作.该产品已在中国神舟十一号载人飞船、天舟一号货运飞船与天宫二号的交会对接任务中成功验证,可在后续更好地服务中国空间站、探月三期等工程的交会对接任务.介绍该产品的测量原理、系统组成、地面试验和在轨工作表现等情况,并给出相应结论. 展开更多

关键词 自动交会对接 载人飞船 光学成像敏感器 位置姿态测量

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星敏感器光学系统设计及杂散光抑制技术研究 被引量：8

13

作者 史屹君 徐子奇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期248-253,共6页

在星敏感器实际应用中,光学系统杂散光的存在会引起星点模糊或者被遮挡。文中根据星敏感器对口径、视场、光谱范围和探测能力的要求,采用Code V软件完成了星敏感器光学系统的设计,最终设计参数为口径15 mm、视场18°、光谱范围400~7... 在星敏感器实际应用中,光学系统杂散光的存在会引起星点模糊或者被遮挡。文中根据星敏感器对口径、视场、光谱范围和探测能力的要求,采用Code V软件完成了星敏感器光学系统的设计,最终设计参数为口径15 mm、视场18°、光谱范围400~750 nm、探测能力5等星,并利用CAD画图软件设计了锥形结构遮光罩,遮光罩叶片视场边界为19°,共9片挡光环,最前端面距离窗口玻璃190.76 mm,最前端面口径108.76 mm,太阳规避角25°,同时利用ASAP软件分析了光学系统对杂散光的抑制能力,根据杂散光评价指标点源透射比(PST),在25°太阳规避角时,系统满足5等星探测能力需求,验证了杂散光分析方法、分析模型的正确性。 展开更多

关键词 星敏感器光学系统 遮光罩 点源透过率 杂散光

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动态目标模拟器用视景仿真镜头光学设计 被引量：5

14

作者 魏忠伦 刘伟奇 柳华 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期26-31,共6页

研究一种基于液晶光阀的动态光学目标模拟器用视景仿真镜头,给出了视景仿真镜头的设计实例。动态光学目标模拟器由内置液晶显示系统、视景仿真镜头、外置投影仪、计算机、电缆、调整机构组成。测试设备将命令发送到计算机,计算机根据接... 研究一种基于液晶光阀的动态光学目标模拟器用视景仿真镜头,给出了视景仿真镜头的设计实例。动态光学目标模拟器由内置液晶显示系统、视景仿真镜头、外置投影仪、计算机、电缆、调整机构组成。测试设备将命令发送到计算机,计算机根据接收的指令生成模拟地形图并控制液晶光阀将图像显示出来,液晶光阀位于视景仿真镜头的焦平面位置,视景仿真镜头对液晶光阀成像后形成平行光出射,可在有限距离上产生无限远效果模拟观测结果,光学敏感器接受模拟器的出射光线并成像完成模拟试验,视景仿真镜头采用二次成像的反远结构,同时为保证与液晶光阀出射光相互匹配,采用了远心光路的结构形式。视景仿真镜头的焦距f=-22.447 1mm,视场角是对角线视场为45°,有效视场为30°1.5′×30°1.5′;全视场畸边<1%,在Nyquist频率42.5lp/mm处MTF>0.45,系统长度325mm;视景仿真镜头与敏感器镜头配合后在敏感器像面上的照度均匀性不小于95.4%。最后给出了视景仿真镜头的测试结果。 展开更多

关键词 动态目标模拟器 视景仿真镜头 光学敏感器

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深空探测自主导航光学信号模拟器设计与实现 被引量：2

15

作者 蓝朝桢 李建胜 +1 位作者 周杨 徐青 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期389-392,共4页

提出并实现了一种应用于深空探测自主光学导航地面仿真实验的光学信号模拟器。该模拟器以高性能图形工作站、高分辨率LCD显示器和光学准直器为主要硬件,通过软件实现深空中光学信号源(恒星、大行星、小行星)的精确位置与光学特性的计算... 提出并实现了一种应用于深空探测自主光学导航地面仿真实验的光学信号模拟器。该模拟器以高性能图形工作站、高分辨率LCD显示器和光学准直器为主要硬件,通过软件实现深空中光学信号源(恒星、大行星、小行星)的精确位置与光学特性的计算,利用OpenGL实现深空中天体的三维重建并投影到LCD显示器上,最后使用光学准直器实现平行模拟光信号的输出。实验证明该模拟器简单有效,可为新一代深空光学导航相机地面测试实验提供可靠的输入信号。 展开更多

关键词 光学信号模拟器 自主光学导航 光学特性 光学敏感器 星图模拟

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一种胶片式的静态光学目标模拟器 被引量：1

16

作者 吕涛 孙海江 +1 位作者 付东辉 陈小云 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期33-36,共4页

光学成像敏感器是卫星姿态控制分系统的重要组成部分,用于月面景象的获取,可为月面着陆器完成障碍识别、路径规划和安全区域选取等功能提供图像信息来源。为实现光学成像敏感器装星后设备功能和性能的检测,需要一种可在室内为光学成像... 光学成像敏感器是卫星姿态控制分系统的重要组成部分,用于月面景象的获取,可为月面着陆器完成障碍识别、路径规划和安全区域选取等功能提供图像信息来源。为实现光学成像敏感器装星后设备功能和性能的检测,需要一种可在室内为光学成像敏感器提供月面场景信息的光学仪器。设计和研制了一种胶片式的静态光学目标模拟器,该目标模拟器以胶片作为图像源,通过积分球均匀照明系统将胶片照亮,并经由光学镜头将胶片图像投射至无穷远处,从而供光学成像敏感器接收。设计完成的静态光学目标模拟器视场≥30°×30°,入瞳直径Φ5 mm,入瞳距离为41 mm,镜头焦距44.78 mm,图像像素分辨率≤1024×1024,各项指标均达到了光学成像敏感器装星后光闭路试验的要求。 展开更多

关键词 光学敏感器 目标模拟器 胶片 积分球

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低成本姿态控制敏感器的新家族 被引量：1

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作者 Daniel Fischer Rene.Priam +2 位作者 Ludovic Blarre Didier Vilaire 郑克隆 《控制工程（北京）》 2003年第2期46-51,共6页

本文介绍满足人造卫星姿态测量要求的新一代光学敏感器的发展状况。这些敏感器包括:一种新型两轴全静态红外地球敏感器(现已通过鉴定)。它用来测量三轴稳定卫星相对于地平线的俯仰与滚动姿态;一种新型多功能、全自动、低成本的星跟踪器... 本文介绍满足人造卫星姿态测量要求的新一代光学敏感器的发展状况。这些敏感器包括:一种新型两轴全静态红外地球敏感器(现已通过鉴定)。它用来测量三轴稳定卫星相对于地平线的俯仰与滚动姿态;一种新型多功能、全自动、低成本的星跟踪器。这种星跟踪器(现已通过鉴定)为姿态控制分系统提供三轴姿态和卫星角速度信息;一种用来测量卫星俯仰与滚动姿态角的新型太阳敏感器。它质量很轻,价格很便宜。 展开更多

关键词 低成本姿态控制敏感器 人造卫星 姿态测量 光学敏感器

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一种采用新技术的姿态敏感器

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作者 D.Purll P.Adolph +2 位作者 D.Uwaerts K.Weible 高文文 《控制工程（北京）》 2000年第6期36-41,共6页

在欧空局(小卫星姿态敏感器)ASCoSS项目中,一些新技术已经应用于光学姿态敏感器的设计并在小型扩展目标敏感器(CETS)试验模型中得到了验证,星敏感器也可用于发现和跟踪象行星、彗星和小行星这样的扩展目标。所采用的新技术包括:512×... 在欧空局(小卫星姿态敏感器)ASCoSS项目中,一些新技术已经应用于光学姿态敏感器的设计并在小型扩展目标敏感器(CETS)试验模型中得到了验证,星敏感器也可用于发现和跟踪象行星、彗星和小行星这样的扩展目标。所采用的新技术包括:512×512动态像元敏感器(APS);高集成度多芯片模块(MCM)电路和带衍射光学元件(DOE)的镜头。新型的消色差衍射光学元件也是这个项目中的一个研究题目。试验模型的大小约为62×53×53mm。经验证,这种星跟踪器更新速率为10Hz时,在20°×20°视场中对5等星的测量精度和噪声等效角都优于1′(2σ)。 展开更多

关键词 欧洲 小卫星姿态敏感器 ASCoSS项目 光学姿态敏感器

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