高分辨力空间相机的光学系统研究

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1、第16卷第11期光学精密工程Vol.16No.112008年11月OpticsandPrecisionEngineeringNov.2008《高分辨力空间光学遥感器》专题文章导读徐抒岩中国科学院长春光学精密机械与物理研究所提高空间光学遥感器光学成像分辨力一直是该领域研究者探索的课题之一。在研究高分辨力空间光学遥感器的诸多方向中,涉及到光学、精密机械、控制软件、精密热控制、精密机构控制以及精确像移补偿等方面的内容。本专栏精选了6篇展示最新研究成果的论文,主要论述了高分辨力空间相机的光学系统、碳纤维复合材料精密支撑构件的结构稳定性、定量化软件故障树分析技术、大功率焦平面器件热控制、用于调焦

2、的步进电机高频斩波控制、飞行器姿态对空间相机像移补偿的影响等,希望对读者在高分辨力空间光学遥感器的研究方面有一定指导和帮助作用。《高分辨力空间相机的光学系统研究》一文,针对在太阳同步轨道上用TDICCD推扫方式成像的高分辨力可见光相机,比较全面地分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计结果数据,对于在高分辨力相机总体设计中确定光学系统结构形式具有重要参考价值。《空间光学遥感器中碳纤维复合材料精密支撑构件的结构稳定性》一文,研究由碳纤维复合材料(CFRP)制成的高分辨力空间光学遥感器主、次镜间的连接筒。对于了解

3、将CFRP构成的筒状结构用于精密支撑光学元件的设计思想,以及建立等效力学模型、计算相关参数和确定铺层的合理形式、设计连接筒、实验验证连接筒的结构稳定性等具有重要参考价值。《定量化故障树分析技术在空间相机软件开发中的应用》一文,采用定量化故障树方法对空间相机软件系统进行了可靠性分析。给出一种采用Vague集方法对底事件进行建模,从而计算底事件相对重要度和顶事件发生概率的定量分析方法。对于研究软件空间工程可靠性尤其是定量化可靠性分析方法具有一定参考价值。《大功率焦平面器件的热控制》一文,研究用于高分辨力空间光学遥感器的50W大功率焦平面组件(FPA)的热控制。说明了大功率焦平面器件热控制难

4、点、特点以及应该考虑和注意的问题。讨论了包括导热铝块、导热铝板、热管、冷板、导热填料以及热控涂层等热控措施在大功率焦平面组件热控制中的具体应用,对大功率焦平面热控制设计有参考和借鉴作用。《基于ICL7667实现步进电机高频斩波控制》一文,研究在高分辨力空间光学遥感器的调焦系统中,采用ICL7667作为驱动器,提高小内阻步进电机驱动功率MOSFET的开关速度,从而实现步进电机的高频斩波控制。在研究采用功率MOSFET作为驱动电路的开关特性,以及如何提高开关特性等方面具有参考价值。《飞行器姿态对空间相机像移补偿的影响》一文,通过分析飞行器姿态对像移补偿结果的影响,提出高分辨力空间光学遥感器

5、对飞行器姿态精度的要求。对于如何在高分辨力空间光学遥感器的总体设计中提出对飞行器姿态精度的要求,以及利用蒙特卡洛法(即统计试验法)对像移速度误差进行分析和计算等具有参考价值。文章编号10042924X(2008)1122164209高分辨力空间相机的光学系统研究韩昌元(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033)摘要:高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型化、轻量化和结构稳定,针对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDICCD推扫方式成像的高分辨力可见光相机,在设轨道高度为500km,地面

6、像元分辨力达到0.5m的情况下,用CODEV软件分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计数据。指出在实际工程应用时,应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求且尺寸最小的光学系统结构形式。关键词:空间相机;高分辨力可见光相机;光学系统设计;光学传递函数中图分类号:V475.3;TH703文献标识码:A收稿日期:2008208212;修订日期:2008210210.基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.60507003)第11期韩昌元:高分辨力空间相机的光

7、学系统研究2165StudyonopticalsystemofhighresolutionspacecameraHANChang2yuan(ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China)Abstract:Thedimensionandconfigurationofspacecameraismain