静止轨道成像光谱仪相比于低轨成像光谱仪在对地球大气进行探测时具有图像信噪比高、重访周期短的优势,这些优势对于提高分析大气成分的能力至关重要。所在课题组展开了静止轨道成像光谱仪原理测试样机的研制工作,目的是验证相关技术的可行性,为光谱仪载荷设计提供技术参考。静止轨道成像光谱仪每次成像时通过对一个观测条带区域凝视成像,获取该条带的光谱图像数据;再通过步进式运动和凝视成像,逐步递推式覆盖所有观测范围,这个过程即为摆扫成像。本文的研究内容为该光谱仪摆扫成像控制系统的预研设计,主要从摆扫驱动系统设计、摆扫控制方案研究、CCD成像系统设计以及摆扫成像综合控制这几个方面展开阐述。根据摆扫机构指向稳定性、步进角精度等要求,摆扫驱动系统组件的方案为:以“步进电机+谐波减速器”构成驱动执行部件,绝对值式光电编码器作为角度测量元件。设计了摆扫驱动电路,实现了电机控制、主从通讯以及编码器数据读取在FPGA中的集成。为了增强摆扫机构指向稳定性,对步进电机的静态矩角特性进行了分析和实验;通过真空热实验,测算了电机驱动芯片在空间环境中的温升速率。为了降低转动过程中的失步率,对空间转动力矩进行了计算;根据力矩裕度要求,合理配置了启动和运行占空比。提出了可有效降低回程误差对摆扫步进角精度影响的控制方式。摆扫驱动系统的运动性能测试实验数据显示该系统在目标成像区间的步进角均值在21.6"±1"范围内,最大偏差小于5",标准偏差小于2",满足指标要求。CCD成像系统设计过程中,编写FPGA逻辑驱动完成对探测器和外围芯片的驱动,实现对图像信号的采集和上传。不同于低轨成像光谱仪的连续式成像模式,该成像探测系统采用触发式成像的方式达到成像过程实时受控的目的,设计了相关逻辑时序,通过时序仿真和电路测试验证了 CCD成像系统设计的合理性。摆扫成像综合控制系统负责协调摆扫系统和成像探测系统的工作流程。根据不同观测模式下空间分辨率以及观测信噪比的要求,对帧叠加数、像元合并数进行了合理地设置。为了达到降低摆扫成像流程时间的目的,对摆扫成像过程中成像电路和摆扫驱动电路的最优配合方式进行了设计,满足了各个探测模式下对于流程时间的要求。该摆扫成像控制系统已通过技术预研阶段的验收,能为下一步工程样机以及最终的星载仪器的设计提供参考。