發(fā)布時間：2020-05-27 15:32

【摘要】：成像光譜儀是近幾十年遙感中一種全新的技術,它將成像技術與光譜技術結合,可以反映探測目標多維信息,在人類深空探測活動中得到了廣泛的應用,主要用來探測星體的大氣、礦物、水分等目標。深空探測中也對儀器提出了高靈敏度、高信噪比和高覆蓋率的要求,各國探測技術也發(fā)生著日新月異的變化。針對行星探測衛(wèi)星運行軌道的特殊性,一般為橢圓形軌道,與傳統(tǒng)的空間成像光譜載荷設計有所差異,設計通過圖像交疊拼接對行星全球進行成像。本文以火星表面成像光譜探測中可見近紅外通道信息獲取技術為背景,針對系統(tǒng)指標,設計了CCD像元合并和軌道變幀頻技術,提出了一種滿足高信噪比、適用于火星探測器橢圓軌道的信息獲取方案。本文討論了E2V公司幀轉移CCD(CCD47-20)的結構與工作原理,分析了信號噪聲的產生機理,提出了多元合并提升系統(tǒng)探測信噪比的方法,設計出單元輸出、行方向兩元模擬合并輸出、列方向兩元數(shù)字合并輸出與四元合并輸出模式,試驗測試表明三種合并模式可以把信噪比提升1.63倍、1.37倍與2.03倍,實驗結果與理論分析基本一致,從而驗證了理論分析的正確性,該方法已實際應用到工程項目中。論文完成了項目中可見近紅外信息鏈路的電子學設計和驗證,其中重點介紹CCD探測器的驅動電路,設計前放電路實現(xiàn)噪聲隔離,引入相關雙采樣機制減輕復位噪聲,在暗光條件下采集系統(tǒng)暗背景,暗背景平均噪聲低,驗證硬件系統(tǒng)達標。論文還研究圓形軌道與橢圓軌道的區(qū)別,論證了變幀頻應用于橢圓軌道的優(yōu)越性,計算火星軌道參數(shù)確定出幀頻9~33fps變化的設計指標,通過變幀頻與定幀頻的聯(lián)合設計滿足火星表面全覆蓋的需求。論文還驗證了等積分時間變幀頻模式下系統(tǒng)對相同亮度目標響應數(shù)值近似,保證了該設計方案系統(tǒng)穩(wěn)定性高,達到了良好的效果。以上所有設計和驗證工作均實際應用到我國首次火星探測火星礦物光譜分析儀載荷電子學設計中。
【圖文】：

第 1 章 緒論包含 32 個波段，在 543nm 處光譜分辨率為 22.5nm，儀器的空間分辨率為 20發(fā)射的chandrayaan-1衛(wèi)星，衛(wèi)星搭載美M3）探測器[17]，主要探測月球表面的光譜分辨率為20和40nm，共有260個波段國 NASA 發(fā)射 Lunar Reconnaissance Orb 所示，搭載 LymanAlpha Mapping Proj物質、大氣物質等目標在月球的分布情域，光譜范圍為 57~196nm。

“好奇號”結構圖
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院上海技術物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V447.1

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 周國航;;試論數(shù)學在航天事業(yè)中的應用[J];科學中國人;2016年36期

2 葉飛;阿冰;;橢圓軌道與開普勒定律[J];百科探秘(航空航天);2017年06期

3 張雅聲;張育林;;一種有效的中橢圓軌道衛(wèi)星星座設計與分析[J];裝備指揮技術學院學報;2006年04期

4 張國營;張偉;張茂華;;對應原理在電子橢圓軌道量子化中的應用[J];棗莊師專學報;1991年04期

5 嚴懷英;人造衛(wèi)星調速增量分析[J];大學物理;1987年08期

6 張學龍;慮及核運動的電子橢圓軌道[J];寧夏大學學報(自然科學版);1988年02期

7 賀海軍;;關于衛(wèi)星橢圓軌道運行的歸類探析[J];湖南中學物理;2014年05期

8 竺雪君,竺致文;衛(wèi)星在兩個橢圓軌道間的單沖擊過渡[J];天津大學學報;2001年04期

9 顧家國;;衛(wèi)星橢圓軌道問題探析[J];物理教師;2008年11期

10 譚子虎;;探究衛(wèi)星沿橢圓軌道運行的規(guī)律[J];物理教師;2015年12期

相關會議論文 前10條

1 張亞鋒;和興鎖;;橢圓軌道小推力最短時間交會研究[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文集[C];2007年

2 王儉俠;寶音賀西;;共面橢圓軌道上的多脈沖最優(yōu)交會研究[A];北京力學會第15屆學術年會論文摘要集[C];2009年

3 陳立群;;橢圓軌道上磁性剛體航天器的混沌姿態(tài)運動及其控制[A];數(shù)學·力學·物理學·高新技術研究進展——2002（9）卷——中國數(shù)學力學物理學高新技術交叉研究會第9屆學術研討會論文集[C];2002年

4 尤岳;王華;于大騰;唐國金;;橢圓軌道正切交會控制及其線性協(xié)方差分析[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

5 徐利川;孟云鶴;;橢圓軌道航天器姿態(tài)穩(wěn)定性分析[A];中國力學大會-2015論文摘要集[C];2015年

6 鄔樹楠;劉玉亮;張開明;吳志剛;;橢圓軌道空間太陽能電站對日指向動力學建模與控制[A];第九屆全國多體系統(tǒng)動力學暨第四屆全國航天動力學與控制學術會議論文摘要集[C];2015年

7 王帥;尚海濱;吳偉仁;;橢圓軌道小推力調相機動設計研究[A];中國宇航學會深空探測技術專業(yè)委員會第九屆學術年會論文集（上冊）[C];2012年

8 劉麗麗;金棟平;胡海巖;;狀態(tài)保持階段繩系衛(wèi)星的混沌運動[A];第十一屆全國非線性振動學術會議暨第八屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議論文集[C];2007年

9 張亞鋒;和興鎖;;橢圓軌道小推力最短時間交會研究[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文摘要集[C];2007年

10 黃勇;胡小工;黃s，

本文編號：2683741