分段式空间光学系统机构位姿测量方法总结与展望

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作者 李禹辰 秦超 +1 位作者 安其昌 徐振邦 《应用光学》 北大核心 2025年第1期1-16,共16页

构建大口径分段空间光学系统是一项同时涉及光学、材料学、机械、控制学等学科的综合任务,为了达到观测目标,人们对空间光学系统光机结构的运动精度提出了极高的要求。目前,如何有效测量并修正空间复杂环境负荷变化导致的机构失调,从而... 构建大口径分段空间光学系统是一项同时涉及光学、材料学、机械、控制学等学科的综合任务,为了达到观测目标,人们对空间光学系统光机结构的运动精度提出了极高的要求。目前,如何有效测量并修正空间复杂环境负荷变化导致的机构失调,从而在位实现更高的位姿精度是有待解决的重要问题。依靠光学测量系统对空间机构实现高精度的在位测量是解决这一问题的关键,本文从不同测量维度、不同精度水平、不同测量原理的角度综述了相关精密光学测量系统的关键技术和研究现状,并对其发展趋势和在空间光学系统中的应用场景做了阐述和归纳。 展开更多

关键词 精密测量 光学测量系统 可展开分段式空间光学系统 机构位姿校正 辅助装调

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空间可展开光学系统主镜分块方案研究 被引量：7

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作者 陈晓丽 杨秉新 +1 位作者 王永辉 李博 《航天返回与遥感》 2008年第1期28-33,共6页

未来的空间任务要求光学遥感器的口径越来越大,可展开光学系统是实现特大口径光学遥感器的主要技术途径之一,其主要特点是主镜分块、收拢发射、入轨展开,并且主镜超轻量化。文章分析了影响可展开光学系统主镜分块的因素,提出了主镜分块... 未来的空间任务要求光学遥感器的口径越来越大,可展开光学系统是实现特大口径光学遥感器的主要技术途径之一,其主要特点是主镜分块、收拢发射、入轨展开,并且主镜超轻量化。文章分析了影响可展开光学系统主镜分块的因素,提出了主镜分块原则,在原则的指导下提出了约4m口径空间光学遥感器的主镜分块方案。 展开更多

关键词 光学遥感器 可展开光学系统 主镜分块方案 空间相机

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一种空间可展开天线天基光学监视系统 被引量：1

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作者 孙洋 李杰 +2 位作者 张舸 马伟 邱乐德 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期3304-3309,共6页

为了大型可展开天线可靠、精准地在轨展开,研究了一种天基光学监视系统。通过该系统不但可以实时监测天线展开情况,还可以进行天线展开的动力学分析,为大型可展开柔性机构设计、异常发现与分析等提供必要信息。在分析系统任务特点的基础... 为了大型可展开天线可靠、精准地在轨展开,研究了一种天基光学监视系统。通过该系统不但可以实时监测天线展开情况,还可以进行天线展开的动力学分析,为大型可展开柔性机构设计、异常发现与分析等提供必要信息。在分析系统任务特点的基础上,介绍了监视系统方案,包括相机方案、视频传输方案、图像处理及射频调制方案,并对运动目标图像检测识别技术以及展开动力学分析技术等系统关键技术进行研究,进行了运动目标图像识别试验和天线展开动力学分析试验。试验结果证明系统对天线靶标的运动识别以及靶标动力学分析有很好的效果,证明了该系统可以有效地完成大型可展开天线的监测任务。 展开更多

关键词 光学监视系统 空间可展开天线 关键技术 试验

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打破传统光学系统设计概念的首个折叠式空间望远镜 被引量：1

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作者 张月 《航天返回与遥感》 2013年第6期98-98,共1页

随着高分辨率成像卫星的发展，望远镜镜头的质量和成本快速增加，将超出运载能力最大的火箭的运载能力。传统玻璃镜而很快将达到技术瓶颈。美国国防部高级研究计划局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency，DARPA）正在开展的“薄膜... 随着高分辨率成像卫星的发展，望远镜镜头的质量和成本快速增加，将超出运载能力最大的火箭的运载能力。传统玻璃镜而很快将达到技术瓶颈。美国国防部高级研究计划局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency，DARPA）正在开展的“薄膜型光学实时成像仪”（MembraneOpticImagerReal—TimeExploitation，MOIRE）项目，采用了基于菲涅尔透镜的衍射光学系统，而非传统光学系统采用的玻璃镜面或者透镜。 展开更多

关键词 衍射光学系统 空间望远镜 设计概念 传统 折叠式 高分辨率成像卫星 菲涅尔透镜 运载能力

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空间光学精密展开机构展开方法的初步探讨 被引量：3

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作者 李瀛搏 傅丹鹰 +1 位作者 王永辉 杨秉新 《航天返回与遥感》 2007年第3期11-18,共8页

文章对空间光学精密展开机构(以下简称展开机构)进行分类,分析了几种典型可展开空间光学系统的展开方法和特点。讨论了展开机构设计需要考虑的主要因素,并给出设计建议。

关键词 光学望远系统 精密展开机构 展开方法 空间技术

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可展开空间光学望远镜技术发展及展望 被引量：11

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作者 胡斌 李创 +4 位作者 相萌 李亮亮 戴昊斌 姚佩 李旭阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期337-352,共16页

为了获得更高的角分辨率,空间光学望远镜的口径越来越大,口径超过4 m的空间望远镜将难以突破现有运载火箭整流罩有效包络的限制。另一方面,在研制周期及成本等方面拥有较大优势的微纳光学遥感卫星也对提高空间分辨率和集光面积有广泛的... 为了获得更高的角分辨率,空间光学望远镜的口径越来越大,口径超过4 m的空间望远镜将难以突破现有运载火箭整流罩有效包络的限制。另一方面,在研制周期及成本等方面拥有较大优势的微纳光学遥感卫星也对提高空间分辨率和集光面积有广泛的需求,需要在较小的发射体积里容纳下较大的光机系统,以降低发射成本。可展开空间光学望远镜将成为解决发射尺寸受限的可行方式。从大口径空间天文望远镜、分块式可展开对地观测望远镜和光轴方向可展开微纳卫星光学望远镜等方面对国内外可展开空间光学望远镜的研究现状进行了综述。对可展开空间光学望远镜涉及到的一些关键技术和发展趋势进行了阐述和归纳。 展开更多

关键词 可展开机构 高分辨率 空间光学望远镜 大口径 分块式主镜

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紧凑式离轴三反光学系统设计 被引量：4

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作者 蒋成斌 陈智利 +2 位作者 王肖同 张媛 成姗姗 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期45-55,共11页

为解决地球遥感观测和星载激光雷达探测等领域对空间光学系统尺寸小型化、结构紧凑和高分辨率的要求,本文设计了一种基于Zernike自由曲面的紧凑式离轴三反系统,同时满足了长焦距、小畸变和宽工作波段的要求。该系统采用非对称、近圆形... 为解决地球遥感观测和星载激光雷达探测等领域对空间光学系统尺寸小型化、结构紧凑和高分辨率的要求,本文设计了一种基于Zernike自由曲面的紧凑式离轴三反系统,同时满足了长焦距、小畸变和宽工作波段的要求。该系统采用非对称、近圆形布局的离轴三反光学系统,并在第三反射镜采用了自由曲面的设计,通过在Zemax软件中设置适当的优化目标和方法,对光学系统进行设计优化。最终该系统有效焦距为800 mm,F数为4,视场角为12°×6°,畸变小于1%,工作波段覆盖可见光及近/中红外波段,在400 km轨道高度实现了1.5 m的地元分辨率(可见光)和2.5 m的地元分辨率(近红外),地面幅宽为80 km×40 km。并进行了系统像差、点列图、MTF等性能指标评估的分析与验证,结果表明该设计方案带来了高分辨率并提升了信息获取能力。 展开更多

关键词 离轴三反光学系统 空间光学 光学系统设计 紧凑式结构

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超大口径空间光学遥感器的应用和发展 被引量：41

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作者 张学军 樊延超 +1 位作者 鲍赫 薛栋林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2613-2626,共14页

针对空间遥感技术的迅速发展及其对空间探测精度需求的提高,对研制更可行有效的超大口径空间光学遥感器的技术路线开展了研究。介绍了该领域已发射和计划发射的超大口径光学遥感器涉及的发展历史和结构特点,以及它们的研究现状和应用领... 针对空间遥感技术的迅速发展及其对空间探测精度需求的提高,对研制更可行有效的超大口径空间光学遥感器的技术路线开展了研究。介绍了该领域已发射和计划发射的超大口径光学遥感器涉及的发展历史和结构特点,以及它们的研究现状和应用领域,主要包括整体式成像系统、分块可展开成像系统、光学干涉合成孔径成像系统和衍射成像系统等。分析对比了各种传感器的性能特点及现阶段的应用情况。最后,考虑我国高分辨率、高成像质量空间光学遥感器的应用需求,结合当前技术条件以及相关技术的发展趋势,分别针对2~4m大口径系统,4~10m超大口径系统和更大口径系统的成像需求提出了最佳解决方案。 展开更多

关键词 超大口径空间遥感器 整体式成像系统 分块可展开成像系统 光学干涉合成孔径成像系统 衍射成像系统 综述

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基于带状弹簧的空间望远镜自展开机构设计 被引量：4

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作者 左玉弟 金光 +2 位作者 谢晓光 李宗轩 解鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期151-156,共6页

为了充分减小空间望远镜发射的质量和体积,适应微小卫星的运载需求,针对某光学系统设计了一种基于带状弹簧的新型空间望远镜自展开机构。首先,根据理论分析确定了所用带状弹簧的几何尺寸,并针对某空间光学系统设计了一种基于带状弹簧的... 为了充分减小空间望远镜发射的质量和体积,适应微小卫星的运载需求,针对某光学系统设计了一种基于带状弹簧的新型空间望远镜自展开机构。首先,根据理论分析确定了所用带状弹簧的几何尺寸,并针对某空间光学系统设计了一种基于带状弹簧的新型展开机构;其次,建立了该展开机构的有限元模型并分析了其展开后的特性;最后,搭建了原理样机并对其进行了实验研究。实验结果表明:该展开机构展开后的高度为500 mm,展开后的重复精度误差小于0.1 mm,偏心小于0.1 mm,且展开后的一阶自然频率为35.5 Hz,与有限元分析出的结果相符,其误差为5.3%,能够满足空间望远镜展开机构的结构简单、质量轻、稳定可靠、精度高等要求。 展开更多

关键词 空间望远镜 微小卫星 光学系统 带状弹簧 展开机构

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空间衍射望远镜自展开结构设计 被引量：2

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作者 左玉弟 金光 +2 位作者 李宗轩 解鹏 杨丰福 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期244-250,共7页

为了满足空间探测对衍射望远镜的发展需求,针对某衍射光学系统设计了一种空间可展开衍射望远镜。首先,根据Serrurier桁架原理及优化设计理论确定了文中所用展开结构的形式及几何尺寸,并针对某衍射光学系统设计了一种新型自展开结构;其次... 为了满足空间探测对衍射望远镜的发展需求,针对某衍射光学系统设计了一种空间可展开衍射望远镜。首先,根据Serrurier桁架原理及优化设计理论确定了文中所用展开结构的形式及几何尺寸,并针对某衍射光学系统设计了一种新型自展开结构;其次,建立了该展开结构的有限元模型并分析了其展开后的特性;最后,搭建了原理样机并对其进行了实验研究。实验结果表明:该展开结构的展开距离为2.9 m,展开后的重复精度误差小于2 mm,偏心小于0.3 mm,倾角小于0.2°,且可通过促动器将其展开精度调整至微米级,能够满足空间衍射望远镜自展开机构的结构简单、质量轻、稳定可靠、精度高等要求。 展开更多

关键词 空间探测 衍射望远镜 衍射光学系统 Serrurier桁架原理 展开机构

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45°视场角投影式头盔在视空间的性能评价

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作者 范海英 王肇圻 赵顺龙 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2329-2333,共5页

提出理想透镜像距不变,通过改变其焦距来模拟人眼调节完成视空间性能评价的一种新方法.对45°投影式头盔物镜系统进行了精确的视空间评价.其MTF评价结果显示,系统在眼睛注视0°视场时可达到1 arc minute的分辨率;注视+13 .1
... 提出理想透镜像距不变,通过改变其焦距来模拟人眼调节完成视空间性能评价的一种新方法.对45°投影式头盔物镜系统进行了精确的视空间评价.其MTF评价结果显示,系统在眼睛注视0°视场时可达到1 arc minute的分辨率;注视+13 .1°视场时可达到1 .4 arc minute的分辨率.眼睛无论是注视0°视场还是+13 .1°视场,只有在一定的视场范围内,调节模糊和像散模糊才不会影响图像的清晰程度,且系统的横向色差和二级光谱均小于人眼的最小分辨角,不会对成像清晰度造成影响.眼睛注视+13 .1°视场时,系统的调节和调节模糊、像散和像散模糊、横向色差和二级光谱均具有明显的非对称性.此外,与改变理想透镜像距进行视空间评价的结果相比较,只有注视13 .1°视场时的MTF差别较大. 展开更多

关键词 应用光学 投影式头盔系统 视空间评价 光学设计

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一种提高红外透射光学系统热分析精度的方法

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作者 刘伏龙 李春林 赵宇 《航天返回与遥感》 北大核心 2015年第1期57-63,共7页

工程计算中通常将常温物体在红外谱段的辐射简化为灰体辐射,即物体的单色吸收比与波长无关。针对谱段选择性较强的红外透射式光学系统,这一假设会对热分析精度造成一定影响,甚至可能影响最终的成像品质。文章提出一种红外透镜材料光学... 工程计算中通常将常温物体在红外谱段的辐射简化为灰体辐射,即物体的单色吸收比与波长无关。针对谱段选择性较强的红外透射式光学系统,这一假设会对热分析精度造成一定影响,甚至可能影响最终的成像品质。文章提出一种红外透镜材料光学辐射特性的等效计算方法,考虑材料对不同波长辐射选择性的吸收、反射与透过,并根据在轨地球红外辐射、地球反射太阳辐射、载荷内环境辐射特性,等效出用于热分析计算的透镜红外吸收比、反射比与透过比。应用该方法通过IDEAS-TMG软件对某空间红外载荷进行仿真验证,精确计算出红外透镜温度。 展开更多

关键词 红外透射式光学系统 光谱辐射特性 等效计算 热分析 空间遥感

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遥感、空间光学仪器

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《中国光学》 EI CAS 2001年第6期82-82,共1页

TP73//V447.3 2001064281推帚式TDI—CCD相机应用分析=Analysis onapplicationtechnique of push—broom TDI—CCDimaging cameras[刊,中]/佟首峰,刘金国.阮锦,郝志航(中科院长春光机所.吉林,长春(130022))

关键词 遥感相机 推帚式 应用分析 中科院 空间光学仪器 航天遥感器 光学系统设计 遮光罩 航天电子 哈尔滨

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对实战天基激光武器系统设计的技术需求 被引量：1

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作者 D.B.Founds R.Rory Ninneman +1 位作者 Michael L.Vigil 潘科炎 《控制工程（北京）》 2003年第5期32-38,共7页

本文系根据天基激光武器采购能力和结构研究(A&AS)项目综述的一篇技术报告。文中讨论了空军和导弹防御组织(BMDO)发展天基激光武器(SBL)所采取的现行技术途径以及为使实战SBL系统投入战场使用所必需的技术要求。A&AS项目确认了... 本文系根据天基激光武器采购能力和结构研究(A&AS)项目综述的一篇技术报告。文中讨论了空军和导弹防御组织(BMDO)发展天基激光武器(SBL)所采取的现行技术途径以及为使实战SBL系统投入战场使用所必需的技术要求。A&AS项目确认了需要大力改进当前技术能力的几个重要技术领域:发展大型展开式光学系统,提高波阵面控制和振动控制能力,增加激光器功率。此外为研制和试验实战SBL系统并使之投入作战,还需改进远程目标捕获、跟踪和指向控制技术,空间飞行器的共性技术,建模和仿真,地面试验技术等。 展开更多

关键词 天基激光武器系统 防御组织 实战SBL系统 光学系统 空间飞行器 波阵面控制 抖动抑制性能 展开式光学系统 ATP 高能激光器

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辐射测量及仪器

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《中国光学》 EI CAS 1995年第2期4-4,共1页

O432.1 95020714模块式组合光学测量系统—EG and G GAMMA(伽马)=Modle compositive optical measuringsystem[刊,中]/陈佳圭(中科院物理所.北京)∥现代科学仪器.—1994,(2).—48—49介绍了分光辐射测量系统,空间辐射计系统,激光辐射计... O432.1 95020714模块式组合光学测量系统—EG and G GAMMA(伽马)=Modle compositive optical measuringsystem[刊,中]/陈佳圭(中科院物理所.北京)∥现代科学仪器.—1994,(2).—48—49介绍了分光辐射测量系统,空间辐射计系统,激光辐射计系统,辐射/光度计系统,辐射光学系统等的基本概况.图1(李瑞琴) 展开更多

关键词 空间辐射 辐射测量系统 现代科学仪器 激光辐射计 模块式 光学系统 光度计 中科院 组合 光学测量系统

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