“高分二号”卫星相机热控系统的设计与验证.pdf

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1、航天返回与遥感第36卷第4期34SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年8月“高分二号”卫星相机热控系统的设计与验证赵振明鲁盼宋欣阳（北京空间机电研究所，北京100094）摘要为了保证相机在轨成像品质和指向精度，相机光机部件的控温要求需全寿命周期温度稳定性优于±0.3℃。文章根据“高分二号”卫星相机在轨成像需求，详细分析了相机热控设计的重点与难点，并创新性的采用了辐射主动控温措施对相机进行高精度的温度控制。热平衡试验和在轨飞行温度数据表明，相机热控设计合理可行，热控措施

2、能够很好的满足在轨成像时所需温度要求，同时证明了辐射主动控温方法具有很好的控温精度和鲁棒性，在未来空间相机高精度、高稳定性热控设计中具有很好的应用前景。关键词热控一体化设计试验验证空间相机“高分二号”卫星航天遥感+中图分类号:V443.5文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)04-0034-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.04.005ThermalDesignandTestforHighResolutionSpaceCameraonGF-2Sate

3、lliteZHAOZhenmingLUPanSONGXinyang（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractInordertofulfilltheimagequalityandpointingaccuracy,ahigh-precisionthermalcontrolrequirementwithin±0.3℃shouldbemet.Basedonthehighresolutionimagingre

4、quirementinorbitofGF-2spacecamera,thispaperanalyzestheemphasesanddifficultiesofthermalcontroldesignindetail,andtheradiantactivethermalcontrolmethodisadoptedforthehighprecisiontemperaturecontrol.Thethermalbalancetestresultsandthein-orbittemperaturedataind

5、icatethatthethermaldesignofthecameraisreasonableandfeasible,andthethermalcontrolsystemcansatisfiesthetemperaturedemandsasthecameraoperatinginorbitperfectly.TheapplicationonGF-2camerashowsthattheradiantactivethermalcontrolcanprovidewelltemperaturecontrolp

6、recisionandrobustness,andhasgoodapplicationprospects.Keywordsthermalcontrol;integrateddesign;test;spacecamera;GF-2satellite;spaceremotesensing0引言近几十年世界各国卫星遥感技术发展迅速，在气象监测、地球资源勘探、海洋勘探、军事侦察等领[1]域发挥了巨大的作用，而高分辨率对地观测卫星更是未来遥感卫星的主要发展方向，代表着空间遥感[2]技术领域的制高点。“高分二号”（

7、GF-2）卫星作为我国未来民用高分辨率对地观测卫星的一个主要产品，其上装载的主要载荷为高分辨率全色/多光谱相机（以下简称相机），主要任务是在卫星运行的轨道上获取星下点附近地面高分辨率的地面景物图像。收稿日期：2014-11-02基金项目：国家重大科技专项工程第4期赵振明等:“高分二号”卫星相机热控系统的设计与验证35[2]分辨率的提高意味着光学系统口径的增大，而长焦距、大口径的光学系统成像品质对相机内部和[3]空间环境的温度变化更加敏感，使得温度场的变化成为影响高分辨率相机在轨成像品质的重要因素。为了确

8、保空间相机在轨高精度成像，为相机创造一个最佳的工作环境，世界各国在空间相机热控方面均开展了大量的研究工作，并通过采用先进的热控措施、热控产品和设计方法不断提升着空间相机的热控精度。从公开发表的文献资料可知，国外先进航天器热控精度已经达到mK量级，而国内空间相机的热控精度也均在±1℃。GF-2卫星相机采用反射式光学系统，其主光学口径超过500mm，光学系统焦距大于7000mm。为满足对地观测的要求，相机需具有非常高的指向精度和结构稳定性。然而