FY-3A太阳辐射监测仪的程控设计与实现

介绍了载于FY-3A气象卫星用来监测太阳辐照度变化的太阳辐射监测仪(SIM)的工作原理,描述了该监测仪的系统组成和工作模式。SIM由3台相同的太阳辐照绝对辐射计(SIAR)按一定角度排列构成测量三通道,3个通道可单独或同时进行测量,对获得的数据进行对比、查验和校正。分别介绍了太阳辐射监测仪的3种工作模式,即通道自测模式、太阳辐射测量模式和冷空间测量模式,在此基础上对其执行的在轨运行任务进行了分析说明。讨论了程控设计要点与实现,给出了SIM采用各测量模式获得的遥感数据。FY-3A太阳辐射监测仪从2008年6月开始执行在轨测量,得到的实验结果表明,设计的测量模式合理,运控参数有效,全部软件功能均已实现,测量得到的太阳辐照度与同国际同期卫星SORCE/TIM的测量数据在0.2%以内相符。

基于VC++的光谱仪器测控软件框架

为实现对光谱仪器测量控制及数据显示软件,详细分析了具有普适性的需求,给出了VC++环境下的设计的步骤和功能模块设计及相关代码。该软件框架对一般的光谱仪器测控软件的构建具有通用性。

用于人机交互和总线传输的C++参数类设计

某仪表通过总线收发的参数是有符号的多字节二进制形式,而人机界面交互时要以浮点形式显示和输入修改,为此提出一种适用于仪表控制的有符号多字节C++参数类设计,实现了参数数值在二进制形式与浮点的转换,满足了在人机交互和总线传输时的需求。

基于VC++的光谱曲线显示功能分析与探讨

人机交互软件的数据常通过曲线方式显示,以方便用户直观地获取数据的信息,起到帮助分析和加快理解的作用。本文以某光谱分析软件为例对曲线显示功能需求进行了分析,探讨了该曲线显示功能实现所必要的数据管理、屏幕绘制方法以及相关技术要点。

神舟3号飞船上太阳辐射测量

2002年3月至9月间,用3台太阳辐照度绝对辐射计(SIAR)组装的太阳常数监测器在神舟3号飞船轨道舱上测量了太阳辐照度.改进了SIAR辐射计的锥腔结构,把电加热丝埋在薄锥腔壁中间,提高了绝对精度.采用了用宽视场辐射计飞船在轨运动中太阳扫过其视场期间进行测量的方法,测量值与美国EOS上ACRIM III测量数据的最大偏差在0.2％以内.

双锥腔互补偿型绝对辐射计

介绍了一种双锥腔互为补偿的新型绝对辐射计(DCICAR)。采用和导热帽檐一体成型的锥腔,微型铂电阻作温度传感器,双锥腔肩并肩放置,面对相同的视场和热环境,且一直维持相同的温度,传导、对流和热耗散情况相同,以互为补偿方式工作。测量结果表明:测量重复性可达0.05%,用参加2005年在世界辐射中心(WRC)举办的第十届国际日射计比对IPC-X的SIAR-2c作为传递基准,本文研制的DCICAR的A#通道相对世界辐射参考(WRR)的校正因子为0.99973,B#通道的校正因子为0.99917,均与WRR在0.1%以内相符。该仪器提高了双腔补偿效果,且灵敏度高,时间常数小,双腔测量结果可相互比对验证,降低了绝对辐射计的测量不确定度。

绝对辐射计参数测量的实现

绝对辐射计以入射光和电功率加热交替定标的方式来测量光辐照度,探测器对温度变化的响应速度(由时间常数确定),探测器所能检测的最小辐照度等都是绝对辐射计的重要参数,这些参数是评定探测器质量优劣的标准,也是影响绝对辐射计测量结果的重要因素。用新的电子学系统,在自测试过程中,通过加热丝的低功率加热和高功率加热两个阶段的测试,分析计算得出了探测器的时间常数、响应度、噪声、最小可探测辐照度和测量灵敏度等指标,结果表明探测器的时间常数为11.24s,响应度为3.2145×10-3,测量灵敏度为0.0700Wm-2,各参数满足绝对辐射计测量太阳辐照度的要求。

基于Matlab GUI的太阳辐射定标数据处理平台设计

太阳辐射监测仪(SIM)是某卫星上监测太阳辐射的有效载荷,其地面太阳辐射定标结果是在轨数据处理的重要依据;定标中3台仪器共8个通道产生大量的数据,各通道数据的处理方法不同,为了方便大量数据的快速处理和分析,设计了基于Matlab GUI的数据处理平台,该平台面向矩阵操作,具有强大的图像绘制能力,程序修改简单,实现了多角度跟踪测量数据的快速处理和图像输出,给出了卫星在轨标定曲线及方程,在轨标定结果表明该平台工作可靠,数据处理准确。

太阳辐射监测仪遥测信号采集系统设计

太阳辐射监测仪作为某卫星的有效载荷,在轨测量时卫星读取仪器遥测口的遥测信号并打包下传,随后解包判断SIM工作是否正常。因此遥测信号十分重要,在研制阶段的地面模拟在轨飞行环境的试验中,也需要实时采集显示遥测口的遥测信号,以分析环境变化对遥测信号的影响及规律。通过基于DSP的下位机设计和基于VC的上位机编程,实现了遥测信号的采集和实时显示,系统结构简单,图像显示实时,为环境实验阶段仪器状态的判读起到了重要作用。实验证明,系统工作稳定,满足实时采集、实时传输和实时显示的任务要求。

多通道遥感数据管理与判读方式实现

为实现某遥感系统多通道大量数据的管理与判读,提出了一种能够快速查询与直观判读数据的方式,主要是操作VC++基本的控件,并通过人机输入鼠标点击和滑动来实现对某次的多通道数据的查询和显示,为数据判读和后期处理提供了便利。

一种适用于微弱信号采集处理的电控系统

提出了一种具有高精度,大动态范围的微弱信号采集处理系统,采用锁相放大技术,使得其能够将微弱信号进行放大,提高系统的信噪比。描述了电控系统的组成,硬件选型以及功能特点。实际使用和测试表明该系统能够达到104的动态范围,并具有很高的灵敏度。

某系统外部通讯数据校验缺陷分析及解决

某系统与外部设备有串行数据通讯,在测试过程中出现了校验和错误的故障问题,首先验证了外部设备的校验和是否正确,然后在通讯是校验和的处理机制上进行了分析,找出了数据帧校验和无法通过的原因,并对系统软件设计缺陷进行了更改,经验证故障机理清楚,解决措施有效。

多自由度热光学真空实验台的设计

针对某项目研制的相机结构特点和空间使用环境复杂性,在发射之前,为获取热光学调焦的规律,核对光机热集成仿真分析模型的正确性,检验输入与边界约束条件,因此要在地面模拟空间热真空环境,完成相机的热光学真空实验。由于相机在真空罐内的环境条件不利于工作人员在内部的操作,为此研制了热光学真空实验台,实现相机在真空罐内姿态方便调节。对实验台的参数进行了计算分析。采用光栅尺或编码器实现闭环控制,润滑采用低挥发的真空润滑脂,实验台的转动精度达到6″,移动精度达到±0.02 mm,能够满足相机的实验调节要求。热光学真空实验台的研制不仅能够完成相机热光学实验的要求,而且在实验时间上大大节省,提高了实验效率,有利地保证相机实验的顺利完成。

太阳辐照绝对辐射计及其在航天器上的太阳辐照度测量

介绍了我国自主研制的太阳辐照绝对辐射计(SIARs)的原理和结构,该辐射计主要有两个创新点,即把电加热导线埋入锥腔壁以提高光电等效性和用无源热电温度传感器代替有源电阻温度传感器。SIARs参加了第九届和第十届国际日射(强度)计比对(IPC-IV和IPC-X),同世界辐射基准(WRR)在0.2%以内符合。置于世界辐射中心(WRC)的用于保存和传递WRR的世界标准(辐射计)组(WSG)上的两台SIARs已同WSG仪器进行了6年的比对测量,性能稳定,不确定度在0.2%以内。"神舟三号"飞船应用SIARs构成的太阳常数监测器进行了5个月的在轨测量,与同期国外星上测量数据在0.2%以内吻合。采用3台SIARs构成的"风云三号"卫星太阳辐射监测仪从2008年6月起也已经开始了长期的在轨测量。

太阳辐照绝对辐射计与国际比对

为了测量太阳辐照度和地球辐射 ,研制了太阳辐照绝对辐射计 (SIAR 1) ,对电校准腔型绝对辐射计进行了重要改进 ,提高了绝对精度。参加了世界气象组织在瑞士设立的世界辐射中心组织的第九届国际日射计比对 ,SIAR 1高于世界辐射基准 0 .0 8%。太阳辐照度监测器 (STIM )同SIAR 1进行了比对 ,结果太阳辐照度监测器三台绝对辐射计之间平均值偏差为 0 .11%。SIAR 1辐射计与太阳辐照度监测器 2号辐射计在 0 .0 9%以内符合。结论 :太阳辐照度监测器绝对精度为 0 .16 %。