动量轮扰振对成像质量影响的全路径分析

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1、v01．22No．1航天器工程第22卷第1期44SPACECRAFTENGINEERING2013年2月动量轮扰振对成像质量影响的全路径分析刘涌胡永力王伟之张博文(北京空间机电研究所，北京100076)摘要遥感卫星分辨率的不断提高使动量轮扰振对遥感成像的影响成为总体设计须要考虑的因素，由于扰振源到光学系统间的传力途径比较复杂，孤立地分析卫星某个子系统造成的误差相对比较大。为了作出较为准确的分析，文章建立了干扰源模型、卫星一相机结构模型、控制系统模型和相机光学系统模型，从工程上确立了从扰振源到光学系统的全路径分析链，并以某卫星型号为例，系统

2、地评估了动量轮扰振对成像质量造成的影响。此方法也为其它扰振源的分析提供参考。关键词动量轮；扰振；卫星相机；成像质量；全路径分析中图分类号：V57文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2013．01．009FullPathAnalysisofMomentumWheelJitterEffectonImagingQualityLIUYongHUYongliWANGWeizh[ZHANGBowen(BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity，Beijing100076

3、，China)Abstract：Withthedevelopmentofremotesensingsatellite，thejitterofmomentumwheelhasmoreandmoreinfluenceontheimagingquality．Astheforcetransmissionbetweenthevibrationsourceandtheopticalsystemiscomplex，anisolatedanalysisofasubsystemofthesatellitemaycausebiggererror．Togete

4、xactdata，thispapercreatesavibrationmodel，asatellite—camerastructuralmodel，acontrolmodelandanopticalmodel．Theycomeintobeingafullpathofengi—neeringanalysischain．Takingasatelliteforexample，thispapersystematicallyevaluatestheim—pactofmomentumwheeljitterontheimagingquality．Thi

5、smethodcanaslobeusedtoanalysisothervibrationsource．Keywords：momentumwheel；jitter；satellitecamera；imagingquality；fullpathanalysis1引言航天器在轨运行时，以动量轮为代表的旋转活动部件，由于自身的静动不平衡，当其工作时会输出扰振力和扰振力矩，使卫星发生轻微的振动。这种振动会引起空间相机内部结构零件和光学系统元件的微位移，进而影响成像质量，Eyerman等认为飞轮(动量轮等)工作时产生的扰振，是影响有效载荷成像质量的主

6、要因素Ⅲ。为了评估动量轮在轨扰振对相机成像质量的影响，确定是否须要采取隔振措施，传统的方法一般是首先分析扰振源对空间相机底座的响应，相机研制单位根据底座响应分析出扰振对成像质量的影响。这种分析方法将各个学科、各个子系统分开来考虑，没有考虑到卫星平台和相机的耦合，从相机的角度来说，相当于将卫星平台刚体化了，这样使得分析出来的结果相对偏保守。为了得到更为准确的分析结果，国外常常采用集成分析手段，发展出了诸如集成模型环境(Inte—gratedModelingEnvironment，IME)的专用抖动分收稿日期：2012-1107：修回日期：2

7、013—01—07作者简介：刘涌(1989一)，男，硕士研究生，研究方向为光学遥感器总体设计。Email：liuyon919890216@126．coin。第1期刘涌等：动量轮扰振对成像质量影响的全路径分析45析软件包[2]。集成分析是指综合地考虑结构、控制、光学等对成像质量有重要影响的子系统，运用各学科建模工具分别建立分析模型，然后通过分析目标在各子系统间的相互关系进行集成，形成一条从扰振源到光学系统的完整分析链的方法[33。本文根据集成分析的思想，建立了干扰源模型、控制模型、结构模型和光学模型，并给出了各模型间数据联系的具体方法，编写

8、了光机集成程序，据此进行了动量轮扰振对成像质量的全路径分析，得到了某型号动量轮工作时对成像质量的影响结果，可为后续的隔振设计提供参考。2集成分析技术途径一般颤振集成分析的基本技术途径如图1E4