遥感卫星扰振对TDICCD相机图像影响的仿真与分析.pdf

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1、第34卷第6期航天返回与遥感2013年12月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING57遥感卫星扰振对TDICCD相机图像影响的仿真与分析安萌郭高峰王啸虎韩波（北京空间飞行器总体设计部，北京100094）摘要随着传输型遥感卫星结构的扩大化及灵活性的增强，对图像品质产生影响的扰振越来越受到重视。当遥感卫星在轨进行成像时，相机的图像品质会由于星上活动部件的运动的影响而下降。文章从调制传递函数（ModulationTransfenFunction,MTF）角度出发，对不同工况下太阳翼转动驱动机构（BAPT

2、A）和动量轮对图像品质的影响进行了仿真和评估。同时，针对高分辨率相机成像品质影响，从动力学仿真方面对星体扰振的幅值和频率进行了有限元分析，确定了扰振源的频率和幅值。最后，根据仿真分析结果，提出了星上扰振控制方案建议。关键词扰振图像品质调制传递函数有限元分析遥感卫星中图分类号:P231文献标志码:A文章编号:1009-8518(2013)06-0057-09DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2013.06.008ASimulationandAnalysisofEffectofMicro-vibrati

3、ononTDICCDCameraImagingANMengGUOGaofengWANGXiaohuHANBo(InstituteofSpacecraftSystemEngineeringCAST,Beijing100094,China)AbstractWithenlargingstructureandstrengtheningandflexibilityoftransmissiveremotesensingsatel-lite,theinfluenceofmicro-vibrationdisturbanceonimageq

4、ualitybecomesmoreandmoresignificant.Whenremotesensingsatellitemakesimagingonorbit,adecreaseofcameraimagequalityiscausedbytherotationofitsmovingcomponents.Thearticle,fromtheaspectofMTFevaluatesandanalyzestheeffectofimagingdis-turbanceunderdifferentworkingconditions

5、ondevicesinAOCCsubsystemonsatellite,suchasBAPTAandmomentumwheel.Inthemeanwhile,fromaspectofdynamicsimulation,afiniteelementanalysisismadeforthecameraandhighresolutioncamerasmicro-vibrationdisturbanceamplitudeandfrequencyandtheirvaluesaredeterminedaspectofkinetics.

6、Lastly,forimprovingimagequalitywhichmaybeinfluencedbysatellitedis-turbanceatdifferentworkingstatus,thearticleprovidesseveralappropriatesolutionsfordisturbancecontrolonboard.Keywordsmicro-vibrationdisturbance；imagequality；MTF；finiteelementanalysis；remotesensingsate

7、llite收稿日期：2013-07-16基金项目：国家重大科技专项工程58航天返回与遥感2013年第34卷1引言随着传输型遥感卫星结构的日益大型化与柔性化，其颤振的问题也变得越来越突出。本文以“资源一号”02C搭载的TDICCD相机为例，分析了卫星活动部件的转动对相机图像品质的影响。遥感卫星在轨摄像期间，其活动部件的各种运动将会引起相机镜头的抖动响应，从而对图像品质产生一定的影响。这种抖动响应中不能依靠控制系统进行测控并进行抑制的成分称为颤振。TDICCD正常工作的基本前提是光电电荷包的转移速度与焦平面上图像的转移速度完全

8、同步，由于颤振带来的匹配误差会导致像移，产生图像模糊，从而降低成像品质。本文利用力学仿真手段，首先对星上扰振产生的原因进行分析，然后利用相机的MTF作为仿真评价的标准，着重分析了星上扰振源对图像品质影响的程度。同时，结合卫星的活动部件，如太阳翼转动驱动机构（BAPTA）、动量轮（MW）等设备，将其在不同