隨著空間技術(shù)的快速發(fā)展,高分辨率的大范圍目標(biāo)快速獲取需求日趨強(qiáng)烈,航天光學(xué)衛(wèi)星相機(jī)越來越向高分辨率、大地面幅寬方向發(fā)展。航天光學(xué)相機(jī)多數(shù)采用線陣TDICCD作為成像傳感器、采用推掃模式成像。在衛(wèi)星隨火箭發(fā)射的過程中,沖擊、振動等惡劣力學(xué)條件以及衛(wèi)星在軌的高度、溫度、大氣壓力等條件變化均可能造成相機(jī)成像感光面的位置變化,出現(xiàn)離焦現(xiàn)象。另外,當(dāng)航天光學(xué)相機(jī)對星下點(diǎn)進(jìn)行成像時,由于地球自轉(zhuǎn)、衛(wèi)星姿態(tài)變化等原因,被攝目標(biāo)速度方向與TDICCD的推掃方向之間存在一個夾角,即偏流角,進(jìn)而產(chǎn)生與TDICCD推掃方向垂直的橫向像移,影響成像質(zhì)量。寬幅航天相機(jī)的視場寬、焦面尺寸大,焦面不同位置的偏流角存在較大差異。同時,相機(jī)的高分辨率要求對TDICCD的積分級數(shù)要求高,相同的像質(zhì)要求下,TDICCD的高積分級數(shù)所能容許的偏流角較小,因此高分辨率、寬幅航天光學(xué)相機(jī)的偏流角補(bǔ)償難度較大。針對高分辨率、寬幅航天光學(xué)相機(jī)上述需求,本文從以下方面進(jìn)行了研究:1、對像移補(bǔ)償理論進(jìn)行了代數(shù)法簡化,以此為理論基礎(chǔ)進(jìn)行了寬幅航天相機(jī)的偏流角計算,得到了衛(wèi)星處于不同軌道位置、以不同姿態(tài)角度進(jìn)行成像的條件下焦面不同位置的偏流... 

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 航天相機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及展望
        1.2.1 國外航天相機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)航天相機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 航天相機(jī)發(fā)展趨勢
    1.3 寬幅航天相機(jī)偏流角補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀
        1.3.1 偏流角補(bǔ)償方法研究現(xiàn)狀
        1.3.2 偏流角計算方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 相機(jī)焦面調(diào)整機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 航天相機(jī)偏流角計算方法
    2.1 TDICCD與偏流角的關(guān)系
        2.1.1 傳感器工作原理
        2.1.2 偏流角對像質(zhì)的影響
    2.2 成像模式與衛(wèi)星姿態(tài)的關(guān)系
        2.2.1 星下點(diǎn)成像模式
        2.2.2 側(cè)擺單一條帶成像模式
        2.2.3 多軌條帶拼接成像模式
        2.2.4 多軌立體成像模式
        2.2.5 同軌立體成像模式
        2.2.6 同軌多目標(biāo)成像模式
    2.3 偏流角計算方法
        2.3.1 齊次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法
        2.3.2 坐標(biāo)系描述
        2.3.3 像移速度及偏流角計算
        2.3.4 基于點(diǎn)向式的代數(shù)法簡化
    2.4 本章小結(jié)
第三章 寬幅航天相機(jī)偏流角補(bǔ)償策略
    3.1 偏流角分布計算
        3.1.1 側(cè)擺角度對偏流角分布的影響
        3.1.2 俯仰角度與偏流角分布的影響
        3.1.3 俯仰角與側(cè)擺角的耦合分析
    3.2 誤差分析
    3.3 偏流角補(bǔ)償方式及策略
        3.3.1 像質(zhì)約束
        3.3.2 不同成像模式的偏流角補(bǔ)償方式
        3.3.3 偏流角補(bǔ)償策略
    3.4 本章小結(jié)
第四章 寬幅航天相機(jī)焦面拼接設(shè)計
    4.1 焦面拼接及組成形式
        4.1.1 焦面分區(qū)及組成方式
        4.1.2 機(jī)械交錯拼接工藝
    4.2 拼接傳感器地面幅寬的計算方法
    4.3 搭接像元數(shù)計算
        4.3.1 地面幅寬的變化趨勢分析
        4.3.2 搭接像元數(shù)計算
    4.4 本章小結(jié)
第五章 寬幅航天相機(jī)焦面調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計
    5.1 總體設(shè)計概述
        5.1.1 焦面電箱設(shè)計概述
        5.1.2 焦面調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求
    5.2 焦面調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計
        5.2.1 驅(qū)動與傳動方案選擇
        5.2.2 潤滑方式選擇
        5.2.3 執(zhí)行模塊設(shè)計
        5.2.4 材料選擇
    5.3 參數(shù)設(shè)計及精度分析
        5.3.1 調(diào)偏流機(jī)構(gòu)運(yùn)動線性度測試
        5.3.2 參數(shù)設(shè)計
        5.3.3 位置分辨率計算
        5.3.4 精度分析
    5.4 仿真分析
        5.4.1 動力學(xué)仿真
        5.4.2 焦面熱分析
        5.4.3 機(jī)構(gòu)熱變形分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 焦面調(diào)整機(jī)構(gòu)測試與試驗(yàn)驗(yàn)證
    6.1 運(yùn)動線性度測試
    6.2 運(yùn)動耦合度測試
    6.3 環(huán)境試驗(yàn)
        6.3.1 振動試驗(yàn)
        6.3.2 熱真空試驗(yàn)
    6.4 焦面發(fā)熱對機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度的影響測試
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄 不同衛(wèi)星姿態(tài)角及軌道中心角條件下的偏流角分布計算結(jié)果
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SiC顆粒整形對高體分鋁基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響及有限元模擬[J]. 崔巖,倪浩晨,曹雷剛,楊越,王一鳴.  材料導(dǎo)報. 2019(24)
[2]空間高光譜相機(jī)調(diào)焦機(jī)構(gòu)精度分析與試驗(yàn)[J]. 王凱,徐明林,解鵬,徐振,陶淑蘋.  機(jī)械工程學(xué)報. 2019(12)
[3]輕小型空間遙感相機(jī)精密調(diào)焦機(jī)構(gòu)設(shè)計與試驗(yàn)[J]. 王凱,閆勇,徐明林,左玉弟,金光,陶淑蘋.  紅外與激光工程. 2018(12)
[4]空間對地觀測系統(tǒng)與應(yīng)用最新發(fā)展[J]. 原民輝,劉韜.  國際太空. 2018(04)
[5]大尺寸離軸反射式相機(jī)的仿真集成分析方法[J]. 姜宏佳.  航天返回與遙感. 2018(01)
[6]龔健雅:中國高分辨率對地觀測系統(tǒng)的成長與突破[J]. 唐天石.  衛(wèi)星應(yīng)用. 2017(11)
[7]顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 馮小平,張國玲,周凡,周茜,胡博.  熱加工工藝. 2017(14)
[8]俄羅斯軍用偵察衛(wèi)星發(fā)展分析[J]. 徐鵬,馬婧,侯丹.  衛(wèi)星應(yīng)用. 2017(07)
[9]俄羅斯軍用偵察衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢評析[J]. 陳建光,徐程遠(yuǎn),馬婧.  網(wǎng)信軍民融合. 2017(02)
[10]遙感衛(wèi)星星地鏈路數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分析[J]. 王萬玉,毛偉,何元春.  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2017(07)

博士論文
[1]基于柔性機(jī)構(gòu)的快速反射鏡研究[D]. 徐寧.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]大視場長焦平面TDI CCD拼接相機(jī)最優(yōu)成像技術(shù)研究[D]. 劉妍妍.吉林大學(xué) 2016
[3]科學(xué)級CCD成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 林勝釗.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[4]航天遙感相機(jī)成像電子學(xué)系統(tǒng)評測技術(shù)研究[D]. 李俊霖.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016
[5]基于快速反射鏡的高精度、寬頻帶掃描像移補(bǔ)償技術(shù)研究[D]. 孫崇尚.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016
[6]基于TDICCD拼接區(qū)圖像的高分相機(jī)像移測量研究[D]. 劉海秋.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2015

碩士論文
[1]高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料原位反應(yīng)釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 魏鵬.南京理工大學(xué) 2018
[2]70%SiCp/Al復(fù)合材料的潤濕及釬焊研究[D]. 張波.江蘇大學(xué) 2016
[3]微小衛(wèi)星低成本高分辨率遙感相機(jī)的設(shè)計和研制[D]. 孫雯.蘇州大學(xué) 2015
[4]基于蒙特卡洛法的公差分析及優(yōu)化設(shè)計方法研究[D]. 高磊.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[5]敏捷衛(wèi)星相機(jī)異速像移計算與分析[D]. 譚雙龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]高體積分?jǐn)?shù)碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的激光釬接工藝研究[D]. 郭廣磊.華僑大學(xué) 2014
[7]平臺運(yùn)動對星載TDICCD相機(jī)成像質(zhì)量影響分析與仿真[D]. 莊緒霞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[8]航天器軌道和姿態(tài)參數(shù)對光學(xué)成像的影響分析[D]. 仲惟超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3702909