动量轮微振动扰振频谱对三反同轴相机的影响

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1、第35卷第5期航天返回与遥感2014年10月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING31动量轮微振动扰振频谱对三反同轴相机的影响刘涌胡永力（北京空间机电研究所，北京100094）摘要随着遥感卫星分辨率的不断提高，动量轮扰振对遥感成像的影响逐渐成为卫星总体设计时需要关注的问题。目前对动量轮微振动的研究多侧重于时域分析，经常把卫星平台和载荷分立开来单独研究。鉴于平台和相机之间具有耦合作用，分立研究会带来较大误差。动量轮的输出响应并不是一个单一频率的时域信号，不同频谱对相机的影响不同，频谱分析往往更能反映问题。文章联合卫星平台和

2、相机进行整星建模，分析了微振动扰振从动量轮处传递到相机光学元件的频谱特征，得到动量轮扰振不同频谱对相机造成的具体影响。分析结果显示，低于相机基频的动量轮扰振频谱造成相机光轴晃动，相机特征频率区间的扰振频谱不仅会放大光轴晃动，还会造成相机内部的光学元件光轴不一致。最后文章定量计算比较了这两种影响带来的MTF下降。关键词动量轮扰振频谱光轴晃动光轴不一致航天遥感中图分类号:V47文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)05-0031-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.05.005EffectsofMo

3、mentumWheelJitterSpectrumonThree-mirror-anastigmaticImagingLIUYongHUYongli（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractWiththedevelopmentofremotesensingsatellite,thejitterofmomentumwheelshasmoreandmoreinfluenceontheimagingquality.Currentresearchof

4、themomentumwheelvibrationusuallyfocusesontimedomain,anditisusualtoseparatesatelliteplatformfrompayload.Astheplatformandthepayloadhavecouplingrelationship,theseparateresearchwillbringbiggerdeviation.Ontheotherhand,theoutputofmomentumwheelisnotasinglefrequencysignal,differentsp

5、ectrumhasdifferenteffectonthecamera,spectrumanalysistendstoreflectmorethisproblemslikethis.Thispapercombinesthesatelliteplatformandthecamerainthesamemodel,thenanalysesthefrequencyspectrumcharacteristicofthemicro-vibrationtransmissionfromthemomentumwheeltotheopticalmirrors.The

6、resultshowsthatthefrequencyspectrumbelowcamera’scharacteristicfrequencymainlycausestheopticalaxisjitter,whilethefrequencyspectrumwhichfitsthecamerafrequencycausesthedeviationofopticalalignmentaswellastheopticalaxisjitter.Finallythispaperanalysestheopticalaxisjitterandthedevia

7、tionoftheopticalalignmentcausedbymomentumwheeljitterinthetimedomain,thencalculatesthedeclineofMTFcausedbythetwofactors.Keywordsmomentumwheels;vibrationspectrum;opticalaxisjitter;deviationofopticalalignment;spaceremotesensing收稿日期：2014-02-0832航天返回与遥感2014年第35卷0引言卫星在轨运行时，以动量轮为代表的

8、旋转活动部件，由于自身的静动不平衡，其工作时会输出不同谐波频率的扰振力和扰振力矩，使卫星发生轻微的振动。这种振动会引起空间相机整体摆动和