双通道离轴遥感相机高稳定性光机结构设计 被引量：11

1

作者 张楠 常君磊 +2 位作者 李庆林 丁世涛 范俊杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期207-215,共9页

多光谱遥感相机提供的光谱图像信息具有极高的应用价值。为突破CCD成像器件谱段数量的限制、增加单台相机的谱段数量,提出了一种双通道的解决方法。从光学系统入手,对一种双通道离轴多光谱遥感相机进行了高稳定性光机结构设计。首先,通... 多光谱遥感相机提供的光谱图像信息具有极高的应用价值。为突破CCD成像器件谱段数量的限制、增加单台相机的谱段数量,提出了一种双通道的解决方法。从光学系统入手,对一种双通道离轴多光谱遥感相机进行了高稳定性光机结构设计。首先,通过使用四点球头支撑技术实现了对大口径主镜的高稳定性支撑,保证了在各个工况下反射镜面形精度满足使用要求。之后,对相机的焦面组件、主框架及隔振系统进行了设计及优化,保证了双通道离轴遥感相机在提供八个多光谱谱段的同时,具有良好的结构稳定性。最后,对整个相机进行有限元分析和力学环境试验,结果表明相机具有较高的稳定性,符合设计预期。 展开更多

关键词 遥感相机 谱段 双通道 稳定性 离轴 光机结构设计

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“高分二号”卫星相机热控系统的设计与验证 被引量：19

2

作者 赵振明 鲁盼 宋欣阳 《航天返回与遥感》 北大核心 2015年第4期34-40,共7页

为了保证相机在轨成像品质和指向精度,相机光机部件的控温要求需全寿命周期温度稳定性优于±0.3℃。文章根据"高分二号"卫星相机在轨成像需求,详细分析了相机热控设计的重点与难点,并创新性的采用了辐射主动控温措施对相... 为了保证相机在轨成像品质和指向精度,相机光机部件的控温要求需全寿命周期温度稳定性优于±0.3℃。文章根据"高分二号"卫星相机在轨成像需求,详细分析了相机热控设计的重点与难点,并创新性的采用了辐射主动控温措施对相机进行高精度的温度控制。热平衡试验和在轨飞行温度数据表明,相机热控设计合理可行,热控措施能够很好的满足在轨成像时所需温度要求,同时证明了辐射主动控温方法具有很好的控温精度和鲁棒性,在未来空间相机高精度、高稳定性热控设计中具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 热控 一体化设计 试验验证 空间相机 “高分二号”卫星 航天遥感

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大型离轴空间相机桁架支撑结构的设计 被引量：5

3

作者 关英俊 徐宏 +2 位作者 李志来 高喜军 杨利伟 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期7-13,共7页

设计了一种18杆空间相机桁架式主支撑结构,解决了大型离轴三反空间相机主支撑结构要求同时具备轻质、高刚度、高强度和高热尺寸稳定性的难题。分析了采用整体框架结构及桁架支撑结构作为离轴三反空间相机主支撑结构的优缺点,根据光学系... 设计了一种18杆空间相机桁架式主支撑结构,解决了大型离轴三反空间相机主支撑结构要求同时具备轻质、高刚度、高强度和高热尺寸稳定性的难题。分析了采用整体框架结构及桁架支撑结构作为离轴三反空间相机主支撑结构的优缺点,根据光学系统及相机整体结构尺寸特点,确定了桁架支撑方案。分析对比了单层6杆桁架结构和双层18杆桁架结构的动静态刚度。合理选取了桁架式主支撑结构的材料,分析了对支杆基频的影响因素,优化设计了支杆的结构参数,分析了18杆桁架支撑结构的力、热特性,并对支杆与杆接头的胶粘结强度进行了试验测试。有限元分析结果表明,相机桁架主支撑结构一阶固有频率为78.4 Hz,次镜在X向重力作用下绕Y轴的最大倾角为4.6″,动静态刚度均满足设计指标要求。碳纤支杆拉伸试验结果表明,胶粘结支杆的抗拉强度为5.85 MPa,满足强度要求。 展开更多

关键词 空间相机 主支撑 桁架结构 优化设计 模态分析

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空间相机桁架式支撑结构的集成优化设计 被引量：7

4

作者 袁健 沙巍 +2 位作者 陈长征 张星祥 任建岳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期3661-3666,共6页

桁架式支撑结构在大中型离轴三反(TMA)空间相机中使用广泛,如何提高其动力学特性是此类相机研制过程中的关键。针对桁架结构的设计问题,提出了通过集成优化确定桁架结构动力学特性最佳位置的方法,使用实验设计的手段,对影响其动力学特... 桁架式支撑结构在大中型离轴三反(TMA)空间相机中使用广泛,如何提高其动力学特性是此类相机研制过程中的关键。针对桁架结构的设计问题,提出了通过集成优化确定桁架结构动力学特性最佳位置的方法,使用实验设计的手段,对影响其动力学特性的各桁架杆位置变量进行了研究,分析了该优化问题解空间的特点;为了实现桁架结构的全局最优设计,以提高支撑结构的一阶自然频率为目标,使用多岛遗传算法(Multi-island GA)进行全局寻优求解。利用有限元分析的方法,得到该桁架经优化后的一阶自然频率107.72 Hz,较未经优化的初始结构(83.45 Hz)提升了29%,效果显著。该研究提出的集成优化模型和分析方法为此类桁架结构的设计提出了新的思路。 展开更多

关键词 桁架式支撑结构 空间相机 集成优化 实验设计 多岛遗传算法

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大型离轴三反相机桁架式主支撑结构的设计与优化 被引量：23

5

作者 张雷 贾学志 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期603-608,共6页

为了提高空间相机主支撑结构的刚度,减轻结构质量,根据大型离轴三反空间相机的特点,研究了其主支撑结构的形式。应用Rayleigh法推导了桁架式主支撑结构的基频计算公式,分析了桁架杆间夹角对其基频的影响,并以此为基础研究了其优化方法... 为了提高空间相机主支撑结构的刚度,减轻结构质量,根据大型离轴三反空间相机的特点,研究了其主支撑结构的形式。应用Rayleigh法推导了桁架式主支撑结构的基频计算公式,分析了桁架杆间夹角对其基频的影响,并以此为基础研究了其优化方法和优化过程。优化设计了某预研空间相机的桁架式主支撑结构并对其结构特性进行了分析。分析结果表明,设计的主支撑机构的质量减轻了22kg,基频可达146Hz,表明本研究对大型离轴三反空间相机主支撑结构的设计具有参考价值。该研究结果已成功应用于某预研相机的样机研制中。 展开更多

关键词 空间相机 桁架式主支撑结构 刚度分析 优化设计

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国外长焦距高分辨率遥感相机桁架结构研究 被引量：15

6

作者 范斌 王艳 《航天返回与遥感》 2008年第2期35-41,共7页

桁架结构具有构型简单、拆装和运输方便等优点,被大量用于航空航天、桥梁、建筑、车辆以及船泊等领域。文章介绍和分析了国际上长焦距、高分辨率空间及地面遥感相机桁架结构设计技术;探索和总结了相机桁架结构的布局特点、设计方法和装... 桁架结构具有构型简单、拆装和运输方便等优点,被大量用于航空航天、桥梁、建筑、车辆以及船泊等领域。文章介绍和分析了国际上长焦距、高分辨率空间及地面遥感相机桁架结构设计技术;探索和总结了相机桁架结构的布局特点、设计方法和装调技术等关键问题,为我国高分辨率遥感相机的研制提供参考。 展开更多

关键词 桁架结构 结构设计 空间相机 遥感

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离轴空间遥感器主支撑结构设计 被引量：22

7

作者 辛宏伟 关英俊 柴方茂 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1257-1264,共8页

长焦距离轴三反(TMA)空间光学遥感器各光学元件的位置精度和动态稳定性与其主支撑结构相关,因此,本文研究了遥感器主支撑结构设计方案。对比分析了主支撑结构的常用形式,确定了桁架结构方案,并对其进行了材料选择和连接工艺分析。推导... 长焦距离轴三反(TMA)空间光学遥感器各光学元件的位置精度和动态稳定性与其主支撑结构相关,因此,本文研究了遥感器主支撑结构设计方案。对比分析了主支撑结构的常用形式,确定了桁架结构方案,并对其进行了材料选择和连接工艺分析。推导了三杆结构(桁架基本单元)的一阶频率解析式,并确定了其最佳形式。在初始设计的基础上,利用灵敏度分析和参数优化设计方法得到了一种24杆式主支撑结构。作为验证,对该支撑结构进行了静态翻转和动力学试验。试验结果表明,主支撑由竖直状态翻转到水平状态后,前端倾角变化小于10″,一阶固有频率为55Hz,振动试验中支杆最大应力为135MPa,满足各项设计指标要求。 展开更多

关键词 空间遥感器 离轴三反遥感器 主支撑结构 桁架结构 优化设计

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空间望远镜可展开次镜支撑桁架综述 被引量：4

8

作者 李志来 杨利伟 +3 位作者 徐宏 董得义 曹乃亮 袁野 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2017年第3期58-67,共10页

为了获取更高的分辨率,空间望远镜系统的尺寸变得越来越大,以至于这些光学仪器无法装入现存运载器的内包络。采用可展开结构或分瓣式光学元件是克服内包络限制的一种有效手段,目前,国际上许多航天型号任务正积极采用这样的设计方案。与... 为了获取更高的分辨率,空间望远镜系统的尺寸变得越来越大,以至于这些光学仪器无法装入现存运载器的内包络。采用可展开结构或分瓣式光学元件是克服内包络限制的一种有效手段,目前,国际上许多航天型号任务正积极采用这样的设计方案。与传统光学系统不同的是,可展开光学系统将依赖于展开机构的重复性和可靠性,以及多光学元件的主动共相来满足光学系统的成像需求。可展开次镜支撑桁架是可展开光学系统的重要组成部分,其展开精度直接影响光学系统的性能。为了了解该类展开机构的发展现状,文章对可展开望远镜系统进行了充分的调研与分析,从结构形式、展开机构、驱动方式等角度讨论了几种典型的可展开次镜支撑桁架的特点,并对其中的关键技术,如铰链的非线性特性抑制技术、高重复性和稳定性在轨展开锁定技术及地面重力卸载技术等进行了分析与总结。最后归纳了可展开次镜支撑桁架的一些设计原则。 展开更多

关键词 可展开次镜支撑桁架 关键技术 设计原则 空间望远镜 航天遥感

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基于Rayleigh算法的空间相机桁架结构设计与优化 被引量：10

9

作者 李畅 何欣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2405-2409,共5页

为了满足空间相机主支撑结构在强度、刚度和稳定性等方面的要求,根据能量守恒原理,采用基于Rayleigh算法的单位力法,推导了空间相机三角形桁架单元的频率计算公式,研究了桁架杆间夹角对相机主支撑结构频率的影响。以某种桁架式空间相机... 为了满足空间相机主支撑结构在强度、刚度和稳定性等方面的要求,根据能量守恒原理,采用基于Rayleigh算法的单位力法,推导了空间相机三角形桁架单元的频率计算公式,研究了桁架杆间夹角对相机主支撑结构频率的影响。以某种桁架式空间相机为例,结合有限元方法对理论计算结果进行了分析验证,并以此为基础对相机的桁架结构进行了优化。结果表明:优化后的相机结构较原方案在X和Y向的频率分别提高了18.01 Hz和27.38 Hz,增加了相机结构刚度,为以后的空间相机主支撑结构设计提供了重要依据。 展开更多

关键词 频率分析 优化设计 桁架结构 空间相机

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立式三反离轴相机光机结构设计 被引量：2

10

作者 李庆林 蔡媛媛 +2 位作者 张志飞 常君磊 张楠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期246-252,共7页

中巴地球资源卫星立足于陆地资源领域,以中高分辨率光学遥感为主。04A星主载荷采用大视场、低畸变三反离轴式光学系统。为解决相机立式安装带来的力学环境恶劣问题,提出了一种箱式主承力结构与被动隔振的解决方法,从主承力结构设计、反... 中巴地球资源卫星立足于陆地资源领域,以中高分辨率光学遥感为主。04A星主载荷采用大视场、低畸变三反离轴式光学系统。为解决相机立式安装带来的力学环境恶劣问题,提出了一种箱式主承力结构与被动隔振的解决方法,从主承力结构设计、反射镜支撑、隔振措施入手,对三反离轴相机进行了静力学、动力学建模,优化结构形式,通过光机集成分析,提高了结构固有频率,一阶频率达到168 Hz,降低了发射段力学响应,相机关键部件力学响应衰减50%以上,相机系统传递函数大于0.18。经过地面环境试验和在轨验证,光机结构设计合理,力和隔振性能均满足使用要求。 展开更多

关键词 遥感相机 光机结构设计 稳定性 三反离轴系统 立式安装

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基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计 被引量：4

11

作者 申军烽 邓成晨 +2 位作者 陶炯鸣 周徐斌 倪涛 《航天返回与遥感》 2014年第3期28-34,共7页

针对大口径高分辨率相机对卫星平台结构、安装包络、振动环境等方面的要求,提出了一种基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计与分析方法。通过在卫星平台与载荷安装基板之间的一体化结构中增加柔性连接单元,利用系统刚度和能量耦合的... 针对大口径高分辨率相机对卫星平台结构、安装包络、振动环境等方面的要求,提出了一种基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计与分析方法。通过在卫星平台与载荷安装基板之间的一体化结构中增加柔性连接单元,利用系统刚度和能量耦合的原理对一体化结构平台的系统性能进行设计和仿真分析,并在此基础上,开展了平台载荷一体化结构地面模拟试验研究。结果表明:文章提出的基于微振动隔离技术的平台载荷一体化设计在满足载荷安装要求的同时,还能够将卫星平台传递至载荷基板的振动响应衰减80%以上,从而有效地确保载荷的主要性能。 展开更多

关键词 大口径相机 平台载荷一体化 微振动 振动隔离 能量解耦 空间遥感

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深空探测遥感相机支撑结构设计 被引量：2

12

作者 马聪 李威 +2 位作者 张远清 李晓波 安明鑫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期174-179,共6页

支撑结构是连接卫星与相机的关键部件,在发射和在轨环绕阶段对相机提供保护和空间应用需求。深空探测器发射阶段的振动载荷高达13 g甚至更高(地球探测为8~9 g),支撑结构既要克服剧烈振动可能造成的相机结构破坏还要保证光学系统的热稳定... 支撑结构是连接卫星与相机的关键部件,在发射和在轨环绕阶段对相机提供保护和空间应用需求。深空探测器发射阶段的振动载荷高达13 g甚至更高(地球探测为8~9 g),支撑结构既要克服剧烈振动可能造成的相机结构破坏还要保证光学系统的热稳定,具有较高的设计难度。通过分析不同支座形式的结构特点设计了刚性支座、平动支座两种不同的支座形式,从刚度和热稳定的均衡性出发将两种支座形式进行了组合设计,提出了"一个刚性支座+两个平动支座"的设计方案。理论分析与实验验证得到:该支撑结构的一阶频率为58 Hz,远高于整星基础频率,温降15℃仿真分析结果显示主镜偏转角为3.66″,次镜及三镜相对主镜最大偏转角为7.85″,均满足设计要求。振动及热平衡试验表明:相机各项指标正常。 展开更多

关键词 支撑结构 深空探测 遥感相机 平动支座

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离轴三反空间相机主支撑结构优化设计与试验 被引量：2

13

作者 席佳利 张雷 +2 位作者 解鹏 魏磊 孔林 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期45-51,共7页

为解决离轴三反空间相机随机响应过大的问题,提出了一种以降低加速度响应均方根值(RMS)为目标的空间相机主支撑结构拓扑优化设计方法。首先,在分析各种空间相机主支撑结构和某离轴三反光学系统特点的基础上,确定了次镜组件和折叠镜组件... 为解决离轴三反空间相机随机响应过大的问题,提出了一种以降低加速度响应均方根值(RMS)为目标的空间相机主支撑结构拓扑优化设计方法。首先,在分析各种空间相机主支撑结构和某离轴三反光学系统特点的基础上,确定了次镜组件和折叠镜组件分开支撑的结构形式。其次,以离轴三反空间相机次镜的加速度响应均方根值为优化目标,以体积分数,X、Y、Z向重力载荷分别作用下次镜的刚体位移,主支撑结构的一阶频率为约束条件对初始主支撑结构有限元模型进行拓扑优化设计,得到了加速度响应满足设计要求的主支撑结构。最后,对该结构进行有限元分析和振动试验,表明了该离轴三反空间相机力学性能指标均满足设计要求,其中Z向2 g RMS量级的随机激励下次镜的加速度响应均方根值为5.08 g;主支撑结构质量仅为3.8 kg,一阶频率达到了291.4 Hz。该离轴三反相机主支撑结构的设计方法可以作为其他同型相机结构设计的参考。 展开更多

关键词 主支撑结构 拓扑优化设计 随机响应 离轴三反相机 桁架结构

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微光探测器时序设计研究 被引量：1

14

作者 王鹏 刘琦 徐磊 《航天返回与遥感》 CSCD 2018年第2期63-72,共10页

随着科学技术的不断发展,以EMCCD作为微光探测器的成像系统得到了广泛应用。微光相机成像系统中应用了某款EMCCD作为微光通道的探测器,文章结合这款探测器的结构特点,对EMCCD的时序设计进行研究。通过对微光相机成像系统的介绍,并比较不... 随着科学技术的不断发展,以EMCCD作为微光探测器的成像系统得到了广泛应用。微光相机成像系统中应用了某款EMCCD作为微光通道的探测器,文章结合这款探测器的结构特点,对EMCCD的时序设计进行研究。通过对微光相机成像系统的介绍,并比较不同EMCCD时序设计方案的基础上,提出了微光探测器的时序控制和高压信号控制等关键时序设计方案。通过设计、测试和验证,证明作为微光相机影响成像品质的重要因素,EMCCD时序设计逻辑正确,为成像系统的图像品质提供了基础保障。 展开更多

关键词 时序设计 高压信号 电子倍增电荷耦合器件 微光相机 航天遥感

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略论空间遥感仪器结构设计的关键技术 被引量：1

15

作者 袁杰 王模昌 《科学技术与工程》 2006年第18期2824-2828,共5页

空间遥感仪器是应用卫星的重要组成部分。结构设计合理性、运动部件的可靠性设计及热控结构设计是空间遥感仪器结构设计的关键技术。针对空间遥感仪器的使用要求和结构特点,通过分析以上三项技术的难点,在总结经验的基础上,论述了在目... 空间遥感仪器是应用卫星的重要组成部分。结构设计合理性、运动部件的可靠性设计及热控结构设计是空间遥感仪器结构设计的关键技术。针对空间遥感仪器的使用要求和结构特点,通过分析以上三项技术的难点,在总结经验的基础上,论述了在目前技术条件下解决问题的途径和方法,并介绍了相关技术的发展方向。 展开更多

关键词 空间遥感仪器 优化设计 热控结构设计 轴承的外部密封

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