基于快速反射镜的高精度、宽频带扫描像移补偿技术研究

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4、－．．‘？’．－？‘１．？＇卢．＇■，；－密级:博士学位论文基于快速反射镜的高精度、宽频带扫描像移补偿技术研究作者姓名：孙崇尚指导教师：丁亚林研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所学位类别：工学博士学科专业：光学工程培养单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所2016年4月ResearchontheScanningImageMotionCompensationTechnologyBasedonFastSteeringMirrorswithHighPrecisionandWideFrequencyRan

5、geBySunChong-shangADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEngineeringChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysicsChineseAcademyofSciencesApril,2016摘要基于快速反射镜的高精度、宽频带扫描像移补偿技术研究孙崇尚（光学工程）导师：丁亚林研究员摘要现

6、代信息化战争瞬息万变，准确实时地获取目标位置信息是情报侦察装备最核心的任务，因此新一代的航空相机不仅要具有对热点区域的广域侦察能力，而且要具有对热点目标的实时监视能力。动态扫描凝视成像方式由于可以在一个成像系统中同时实现宽覆盖高分辨成像和高帧频凝视监视，已经成为新一代机载成像系统的关键技术之一。然而由于当前的像移补偿方式无法满足动态扫描凝视成像方式对扫描像移补偿精度和补偿带宽的要求，因此研究高精度、宽频带的扫描像移补偿技术是当前亟待解决的问题。快速反射镜由于具有转动惯量小、定位精度高、响应速度快等优点，广泛应用于激光通信、精密跟踪瞄准、视轴稳定等光学系

7、统中。将快速反射镜应用于扫描像移补偿，可以提高像移补偿的精度和带宽，从而实现动态扫描凝视成像。本文围绕着基于快速反射镜的高精度、宽频带扫描像移补偿技术进行了以下研究工作：提出了动态扫描凝视成像方式，利用快速反射镜的周期性回扫运动补偿外框架连续匀速扫描引起的扫描像移，从而缩短了帧与帧之间的稳定时间，提高了成像系统帧频，进而提高了扫描效率。分析了该成像方式的工作原理和伺服控制系统设计，建立了参考坐标系并给出了扫描控制指令的计算方法，并对该成像方式进行了仿真。建立了快速反射镜控制系统的数学模型，并以伪随机二进制序列作为输入信号，采用最小二乘法对快速反射镜控制

8、系统的模型进行了辨识。分析了机械I中国科学院大学博士学位论文：基于快速反射镜的高精度、宽频带扫