微振动对星载傅里叶变换光谱仪的影响分析

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1、第34卷第4期航天返回与遥感2013年8月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING59微振动对星载傅里叶变换光谱仪的影响分析12范东栋白绍竣（1航天东方红卫星有限公司，北京100094）（2北京空间机电研究所，北京100076）摘要文章介绍了一种利用星载傅里叶光谱仪（FTS）进行大气成份探测方法。该光谱仪基于动镜干涉原理，采用空心角镜摆臂扫描、计量激光进行触发的采样方式，实现光谱探测。这种设计尽可能的减轻了FTS在采样过程中卫星平台的振动对干涉效果和光谱数据的影响。文章首先介绍了星载傅里叶变换光谱仪的在轨工作模式、系统组成和干涉模块的光学方案，给出了微振动对傅里叶

2、光谱仪干涉信号和光谱信号影响的数学模型，针对卫星平台微振动的频率和振幅特性，开展了典型工况条件下干涉信号和光谱信号的仿真计算。仿真结果显示随着振动量级增大，光谱图上的鬼线幅值明显增大；另外，延迟匹配精度对探测精度具有重要影响，延迟匹配误差越大，产生的鬼线幅值越大。分析表明，在小于卫星-3平台的微振动幅度（30×10gn）时，微振动对星载傅里叶变换光谱仪的影响可以控制在可接受范围内。关键词干涉傅里叶变换光谱仪微振动鬼线星载中图分类号:TH744.1文献标志码:A文章编号:1009-8518(2013)04-0059-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2013.0

3、4.008InfluenceofMicro-vibrationonSpace-borneFourierTransformSpectrometer12FANDongdongBAIShaojun（1DFHSatelliteCo.,LTD,Beijing100094,China）（2BeijngInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100076,China）AbstractThispaperintroducesanapproachtodetectingthecompositionofatmospherebyusingspace-borneFo

4、urierTransformSpectrometer(FTS),andpresentstheworkingprincipleandsystemconstitution.TheFTSisbasedonMichelsoninterferometer.Arotatingarmcarryingapairofcubecomerretro-reflectorsisusedtoproduceopticalpathdifference(OPD),andaninterferogramofmetrologylaserisusedtotriggertheequalOPDintervaldataacquisit

5、ion.ItiswellknownthatFTSishighlysensitivetomicro-vibrationdistur-bances.However,awidevarietyofmechanicaldisturbancesarepresentasthesatelliteisinorbit.Forthisend,thispaperinvestigatestheinfluenceofmicro-vibrationonthespace-borneFTS.Atheoreticalmodelisfirstlyderived.Then,accordingtothecharacteristi

6、cofdynamicenvironmentinorbit,thevariationofspectrainre-sponsetomicro-vibrationlevelsissimulated.Theresultsshowthattheamplitudesofghostlinesinspectrain-creaserapidlywiththeincreasingofmicro-vibrationlevel.Inaddition,thetimedelaymismatchhassignificantimpactonthespectra,theamplitudesofghostlinesinsp

7、ectraincreasewiththeincreasingoftimedelaymis-match.Theanalysisindicatesthattheinfluenceofmicro-vibrationonspace-borneFTSisallowablewhenthe-3micro-vibrationlevelisbelow30×10gn.Keywordsinterference；FourierTransformSpectr