“高分二号”卫星轻小型高分辨率相机技术

"高分二号"卫星搭载的轻小型高分辨率相机首次采用了相机系统采样频率与光学截止频率之比接近1的三反同轴光学系统设计,相对孔径达到1/15,光机主体质量和体积约为传统方案的三分之一。解决了大口径超长焦距光学系统水平重力卸载装校、海量数据处理、结构和热应力稳定性、微振动抑制等一系列高分辨率相机研制难题。通过在轨测试,相机功能、性能全面满足研制要求,关键项目性能优于指标要求,内方位元素保持高精度稳定。文章论述的相机的设计、制造、装调等相关技术,可以为后续同类相机的研制提供参考。

一种兼具卫星舱板功能的相机承力板设计

安装承力板对于保证相机结构稳定性、技术指标以及承受运输到发射阶段的各种力学环境具有重要作用。随着整星轻量化要求的提高,之前常用的单面承载构型已无法满足目前对承力板多功能化的迫切需求。文章针对某型号光学相机任务需要,通过优化整体成型的碳纤维加强框架布局,设计了一种兼具卫星舱板功能的双面承载相机承力板,提高整星的功能密度,降低整星质量和体积。该承力板在保证轻量化的前提下满足大长宽比(4∶1)和较高的稳定性要求,不仅可以支撑多台相机,还可以作为卫星的舱板承载卫星设备。有限元仿真和试验验证结果表明,承力板结构频率>100Hz,位置关系稳定性优于2′,质量比传统承力板减小50%,可以满足相机和卫星的要求。

低轨道遥感相机光机热一体化分析及优化设计

低轨道卫星热环境复杂恶劣,对遥感相机光机结构的热性能提出了严格要求。本文提出了一种基于在轨温度场的光、机、热一体化仿真分析方法,以某低轨道卫星相机为例,分别采用Thermal Desktop、MSC Patran/Nastran、Code V构建热分析模型、结构有限元分析模型、光学分析模型,分析得出了相机单次成像时间内最极端工况下各反射镜的平移、倾斜及镜间距变化量等结构变形特性,计算了光学系统MTF的变化,并剖析了系统传函的主要影响因素。然后从主承力结构的结构参数出发进行了优化设计,优化结果表明主承力结构线胀系数在(5~5.5)×10^(-6)时系统热特性最优,系统传函满足指标要求。

环境减灾二号A/B卫星16 m相机设计与验证

针对环境减灾二号A/B卫星环境评估、灾害监测、灾后恢复重建的需求,文章设计了一种单台地面分辨率优于16 m、对地幅宽大于200 km、5谱段推扫成像的空间遥感相机。该相机具有超大视场和轻小型等特点。经在轨验证,16 m相机各项指标满足设计要求,图像清晰、层次分明,在各类应用领域发挥了较大效能,可为农业、水土、森林资源普查及灾害、生态监测等提供参考。