空间相机偏流调整旋转轴系的设计与精度分析

为提高空间相机的摄影精度和偏流角的控制精度,应用刚度较强的外筒机座平面作为轴系止推轴承轨道平面,设计了双径向与轴向复合约束力封闭式旋转轴系结构,其结构具有质量轻、转动灵活、回转精度高等特点。讨论了影响轴系旋转精度的诸多误差因素,如轴向窜动误差,角度摆动误差等,并定量分析了构成轴系零件的形位误差引起旋转轴系在回转运动中的晃动误差。通过对轴系晃动误差的检测,验证了所选用的轴系精度为3.8″,满足了总体技术指标在5″以内的要求。

高分辨率空间相机实时偏流调整的误差分析及地面验证

为实现高分辨率空间相机长时间连续对地观测要求,分析了在轨主要影响像质的因素之一偏流角的形成原因,提出了在高分辨相机上加装偏流机构,在拍摄过程中实时调整偏流角的策略。列举了影响偏流调整精度的各项误差,重点对机构调整附加误差进行分析,建立附加误差计算模型,给出了机构调整速度和调整误差的关系图。通过对某实际系统进行误差分配,当偏流调整速度不超过14'/s,机构附加误差不超过3'时,可满足96级TDI CCD连续长时间成像要求,传递函数下降全程不超过5%。为验证调整策略的正确性,采用动态目标发生器模拟相机与地面相对运动,搭建了实时偏流调整地面闭环测试系统,完成了偏流角恒速变化和变速变化时实时偏流调整的实验验证。通过地面试验验证,实时偏流调整均能很好地完成对模拟靶标的跟随,在连续4 min拍摄中动态图像始终清晰,引起传函下降不超过0.008,充分证明了空间相机实时偏流调整的有效性和可行性。

基于非均匀同区域线性CCD成像的卫星姿态调整与非线性定标方法

提出了对非均匀场景同一区域成像的卫星姿态调整及基于直方图匹配的线阵CCD非线性相对辐射定标方法。当在轨卫星需要执行相对辐射定标任务时,首先计算初始偏流角并调整卫星偏航角进入在轨定标成像模式;然后在定标成像过程中控制卫星偏航角,使得线阵CCD阵列的所有像元能够依次对同一区域成像;最后基于直方图匹配方法建立高精度非线性相对辐射定标模型。仿真实验给出了不同姿态对应的定标成像情况下的偏航角调整大小与调整周期,并分析了引起偏流角误差的因素及其对偏流角的不确定性。该方法既不需要地面均匀定标场等,也不需要统计分析大量在轨图像数据;且每一轨都可以执行定标任务,避免了卫星不同轨数据之间的不稳定性所带来的定标源自身不可靠问题。