论文部分内容阅读
我国正在研制新一代地球同步轨道三轴稳定卫星平台遥感仪器,国家已经投资的项目有风云四号气象卫星多通道扫描成像辐射计和大气垂直探测仪。这些载荷都要用到一项共同的技术:高精度一维和二维扫描控制技术。这项技术要求在20°×20°的物方视场范围内,扫描镜的动态运动精度达到1"(1σ)。如何评价扫描镜的动态运动精度是一个技术难题,传统的技术手段已经无法胜任大视场动态的测量要求。
通过对美国GOES—8卫星上采用的高精度动态测角大视场目标仿真技术(WFC)的调研,提出了一种新型的高精度动态测角仪的设计,用以解决扫描镜的动态精度测量问题。本论文主要介绍了高精度动态测角仪的投影光学系统和照明系统的设计过程。
首先根据风云四号多通道扫描成像辐射计的性能参数和WFC2的技术指标确定了高精度动态测角仪的基本参数。在此基础上选择了投影光学系统的结构型式、玻璃材料,并进行了光学系统的设计,该光学系统在光学参数、成像质量、出入瞳衔接等技术指标上满足了预定性能要求。然后设计了高精度动态测角仪的照明系统结构,对照明系统中各种影响因素进行了分析,通过实验确定了照明系统内多种参数的选取,从实验数据中可以看到照明系统基本实现了预定的性能指标要求。
论文还介绍了一种60°二维扫描镜的性能测试情况。在建立了60°二维扫描镜性能测试理论模型的基础上,通过实验验证了该二维扫描镜做轴上运动时,扫描镜的重复精度、位置指向精度及运动1°的标准偏差均控制在1"(1σ)左右。本文还引入了一种新的测量60°二维扫描镜轴系误差的方法,给出了这种测量方式的理论模型,并将这种测量方式与传统的测量方式进行了比较,通过实验验证该测量方式能够较好的应用于60°二维扫描镜轴系误差分析的情况。
高精度动态测角仪的研制和60°二维扫描镜的性能测试为高精度一维和二维扫描控制技术提供了测量依据,直接关系到扫描系统的动态测量精度,对我国新一代地球同步轨道遥感仪器角秒级指向精度扫描机构的研制将起到重要的推动作用。