高精度星载点目标轨迹跟踪系统设计

一种高精度星载点目标轨迹跟踪系统,利用拟合点目标轨迹曲线的方法将点目标位置数据简化成多项式系数的数据包,由地面测控系统发送至星上遥感器指向控制单元,指向控制单元与时间管理单元解析数据包中时间参数与系数参数,控制指向镜机构进行运动,对点目标轨迹进行自主跟踪;此方法提高了跟踪系统的跟踪精度,减轻了目标跟踪时总线通信压力;经过试验验证,系统的跟踪精度远优于传统的目标跟踪方法,可进行推广使用。

一种用于星上半导体制冷器的温度控制方法

黑体定标是实现红外相机在轨非均匀性校正的主要手段,黑体温度的控温精度及稳定性决定了红外相机在轨定标的可靠性。小面源黑体多采用半导体制冷器对其进行制冷,以达到低温定标点。文章基于恒流源测温电路、静态温度标定法、PID控制方法提出了一种新的定标黑体高精度测温控温方法。本方法中基于恒流源测温方法的高精度测温电路较传统测温电路相比,采用温差取样的方法,可同时获得更宽的动态范围和更高的测量精度;本方法中为排除测温电路中放大器噪声带来的干扰,进一步提高测温精度,采用输入与输出直接标定的静态温度标定方法,并采用多项式拟合对标定数据进行拟合,使黑体的测温精度达到±0.05℃;本方法中采用分段式PWM控制方法结合PID算法,实现高精度温度控制,实现起来更方便更准确。本方法通过工程实践,并在试验室环境中进行了验证,通过跟踪黑体温度跟踪曲线,测温、控温精度均能达到指标要求。本方法较传统的黑体测温控温方法具有精度更高、更小型化,适应性更广、可移植性更强等优点,因此可以在红外相机中推广。

海洋成像光谱仪信噪比研究

为实现海洋遥感卫星高光谱分辨率及弱目标的探测需求,需要在窄谱段内、低照度下实现高信噪比。通过对成像光谱仪信噪比的推导,建立了成像光谱仪信噪比的评估模型。利用成像光谱仪的光学透过率、光栅的衍射效率、CCD器件的量子效率、CCD暗电流、读出噪声,以及视频噪声等,对海洋水色谱段、中心波长处、典型辐亮度下、5nm光谱带宽内的系统信噪比进行仿真分析。最后,对系统信噪比进行了测试。测试结果表明:仿真分析正确,此成像光谱仪信噪比可达到60dB。

基于图像的高精度实时光学稳像控制系统

针对空间CCD相机由于平台振动造成的成像模糊问题,研制了一套光学稳像控制系统。利用高速CCD帧频高特点,结合基于图像的像移测量原理,设计了像移补偿闭环控制算法,实现了光轴的稳定控制,从而实现了相机稳定成像,提高图像清晰度。实验结果表明稳像控制系统动静态性能稳定,在一定带宽范围内有效减小甚至消除了平台振动对相机成像品质的影响。

优化HAD结构提高CCD紫外谱段量子效率的研究

硅基正照式CCD探测器的紫外谱段响应普遍较低。针对如何提高正照式CCD在340 nm^390 nm谱段的紫外光探测性能进行了研究。在研究中,对正照式紫外线阵CCD进行了透射膜层优化,达到了光敏区表面对紫外波段光减少反射的效果;对CCD光敏区的结构进行了设计优化,达到光敏区降低界面态干扰的目的;对HAD结构的结构参数进行了优化,获得了极浅结的HAD结构。通过减反射膜、光敏区结构、HAD结构等三个方面的优化,较大程度地提升了正照式CCD紫外谱段的相互作用量子效率,从而提升了CCD对紫外谱光探测的量子效率。研究结果表明,正照式紫外线阵CCD探测器在300 nm^400 nm谱段范围内平均量子效率达到46.13%,其中340 nm^390 nm谱段范围内平均量子效率从8.6%提高到了47.48%。