紫外成像光谱仪焦面CCD散热设计及验证

为保证空间紫外成像光谱仪焦面电荷耦合器件(CCD)在低温环境下的工作性能,需对焦面CCD进行散热设计。首先,根据焦面CCD的热耗、工作模式及温度要求,提出以高性能柔性石墨导热索为主要措施的散热设计方案,建立热仿真模型并进行热分析。然后,在真空环境下进行焦面CCD热平衡试验,结果显示:柔性导热索的CCD连接端与热管连接端温差仅为2.3℃,以此推算出导热索自身热阻为0.65℃/W,满足热阻小于1℃/W的指标要求,具有良好的导热性能;焦面CCD在长期工作模式下的温度为-21.4℃,满足低于-20℃的工作温度要求。仿真分析和试验结果基本一致,表明采用柔性石墨导热索结合热管的焦面CCD散热设计方案合理可行。

多姿态变化相机中CCD焦面组件的热设计

为保证CCD器件处于较小的温度波动范围,针对具有多姿态变化特点的空间相机,进行了CCD焦面组件热控系统的设计。根据具有不同温度膨胀系数的材料遇热变形不同的原理,设计了该热控系统的关键部件-热开关。基于轨道分析计算所得到的地球阴影数据和太阳矢量方向变化的情况,考虑了相机本体的遮挡关系,并结合相机姿态变化的特点,提出了由热开关控制双辐射板散热的方案,对此热控系统进行了具体的热设计。利用TMG软件建立相机的热模型并进行了计算机仿真。结果显示,仅采用被动热控措施的CCD焦面组件温度波动为12.34℃,而同时采用主动、被动热控措施后温度波动减小为1.73℃,满足热控指标的要求,表明热设计合理、有效。

测绘相机焦平面CCD交错拼接中重叠像元数计算

针对采用焦平面CCD交错拼接方式的测绘相机会由于存在交会角而产生视场拼接漏缝问题,本文在考虑交会角和相机无侧摆的前提下提出了一种焦平面CCD重叠像元数算法。首先,根据测绘相机成像原理建立了前视相机成像模型,分析了产生视场漏缝的原因。接着,推导出在CCD数量为奇数和偶数两种不同拼接形式下的地面视场重叠及漏缝大小的数学表达式,进而得到了不产生漏缝时CCD片间最小重叠像元数计算公式,并对误差进行了分析。最后,将该算法应用于工程算例,并对比了地球曲率对计算结果的影响。通过算例得到了各CCD片间视场漏缝及最小重叠像元数,其最大值分别为1 141.491μm,115个。应用本文方法可以近似计算应用交错拼接法的测绘相机焦平面前后排CCD的最小重叠像元数,误差小于1pixel。

空间相机CCD焦平面的光学拼接

为满足空间相机在大视场、高分辨率下进行测量，研究了多片线阵ＣＣＤ拼接技术，阐述了光学拼接的原理、装调、检测方法和焦面结构。在由长工作距显微镜和精密Ｘ－Ｙ导轨组成的拼接设备上，采用分光棱镜、机械微调的方法完成了三片 ＴＤＩ ＣＣＤ的光学拼接，搭接误差不超过 １／３像素。光学拼接具有结构简单，成本低和使用灵活的优点。

遥感相机焦面CCD机械拼接中重叠像元数的确定

针对推扫式遥感相机前后摆成像中焦面拼接的CCD其像片间出现视场漏缝的问题,提出了一种焦面CCD的非均匀重叠像元数机械拼接方法。首先,构造了相机前后摆的成像原理模型;接着,分析了CCD间产生地面视场漏缝的原因,并依据模型推导出相机前摆和后摆时各CCD视场间漏缝大小的数学公式,从而得到各片间容许的最少重叠像元数量公式。在此基础上,进一步给出了后续电子学图像拼接与配准中片间重复像元数的函数形式,为实现图像无缝拼接提供了软件实现依据。分析表明,该方法的理论误差ε小于一个像元尺寸,即|ε/D|<1。最后,给出了工程应用实例。

空间光学遥感器CCD焦面组件热设计

空间光学遥感器CCD焦面组件的热控工作旨在保证CCD器件所需温度水平和温度梯度,以满足遥感器高质量成像要求。分析了CCD焦面组件的工作模式与热控要求,遵循"被动热控为主,主动热控为辅"的热控制策略,提出了CCD焦面组件的热设计方法。在此基础上通过Sinda/G和TMG软件进行了计算机仿真,验证了热设计的正确性,对各类空间光学遥感器CCD焦面组件的热设计有一定的指导和借鉴作用。

线阵CCD图象传感器的焦平面光学拼接

光学拼接法可将若干个线阵CCD图像传感器首尾相接拼成一个象元数目很大的CCD探测部件。本文介绍一种立方棱镜分光、机械微调的光学拼接方法的原理,拼接要求,设计特点,以及拼接的结果。

亚象元线阵CCD焦平面的光学拼接

着重阐述了亚象元线阵 CCD焦平面的光学拼接的原理、拼接的技术要求和方法 ,并对误差进行了详细的分析 .光学拼接具有结构简单。

基于面阵CCD的火焰温度场测量方法研究

基于普通面阵彩色ＣＣＤ摄象机和图像卡获取的三波长信号，提出了一种测量高温火焰二维温度场的方法，文中给出测量原理，进行了误差分析，并且简要说明测量系统的组成。实验检测结果表明该方法有较高的可信度，是一种简单可靠的炉内温度测量方法。

大功率CCD焦面组件流体回路温控设计

为了实现大功率焦面组件的热控制,分析了焦面组件热设计的特点,采用单相流体回路控温系统进行散热。以某大功率拼接CCD为例,给出了具体热设计方案,并通过简化的散热分析模型,计算得出了焦面组件最高温度在26.5℃。应用NX高级仿真模块对回路控温系统进行瞬态仿真分析,结果表明:CCD组件在200 s时刻温度达到27℃左右,并维持稳定。所获得的仿真分析结果与理论计算结果吻合较好,最终结果能够满足热控指标要求。

用面阵CCD模拟测定星光漂移的方案研究

在LAMOST焦面光纤定位系统预研中 ,在焦面板上采用面阵CCD跟踪测量亮星的位置及其漂移 ,以对焦面板进行定位。在实验室条件下 ,用光纤出射光斑代替星光 ,即在光纤一端耦合进光 ,并在另一端用面阵CCD接收光斑 ,以模拟实际中接收星光情况。并利用重心法和图像迭加技术对采集的光斑信号进行处理。结果表明 :用面阵CCD测量星光位置及其漂移具有重复精度高 ,稳定性好的特点 ,且通过图像迭加处理 ,可提高星光信号的信噪比。

多片面阵CCD图像传感器焦平面光学拼接技术

本文主要论述多片面阵CCD图像传感器焦平面光学拼接原理、结构设计及拼接精度,并给出了一个四片成2×2方阵的面阵CCD拼接样机结果。总像元数达1.42×10~6个,搭接精度1.5μm,共面精度5μm。拼接可大幅度地提高光电接收器的总像元数,并在实际工程中应用。

线阵CCD遥感侦察系统中CCD焦平面的光学拼接

本文阐述了CCD图象传感器的焦平面光学拼接的原理、拼接的技术要求以及几种拼接方案的选择,介绍了本拼接方案的特点、检测、装调方法和拼接结果,完成了两片TCD106C线阵CCD传感器的光学拼接。

CCD计测量燃烧室截面温度场的原理研究

基于普通图像的二维温度场是燃烧室内高度方向温度变化的叠加。为了准确计算某一截面的温度场，作者以化简的辐射传递方程为物理模型，根据ＣＣＤ系统的光电转化特性对图像信号进行处理，给出了测量时的探头布置方案并简要介绍了数值模拟的结果，为利用辐射图像进行燃烧监测和计算三维温度场提供了理论基础，也为工程化设计提供了依据。图５

一种三线阵测绘相机CCD像面的装调方法

为了保证三线阵测绘相机装调后相机之间的空间位置关系,保证三线阵测绘相机应用时的测绘精度和图像质量,对三线阵测绘相机CCD像面的装调方法进行研究。首先,根据测绘精度和图像质量的要求,明确了三线阵测绘相机的装调指标。其次,确定了装调方案,对装调要点进行了叙述,为三线阵测绘相机的装调提供了一种装调方法。实际装调检测结果表明,应用该方法可以将相机之间空间位置关系安装到α≤3"、β≤5"、γ≤5"。该方法可以满足三线阵测绘相机之间的空间位置关系装调,具有实际应用价值。

航天CCD相机焦面位置地面标定方法研究

为了在地面试验阶段准确标定出航天CCD相机在轨成像时的像面位置,提出了一种基于自准直干涉测量原理和调制传递函数测量原理的航天CCD相机焦面位置的地面标定方法。介绍了该方法的原理和实施过程,并以口径1m、焦距20m的平行光管标定口径600mm、焦距6m的航天CCD相机为例,分析并计算了新标定方法和已有标定方法的标定精度。结果表明:新标定方法的标定精度优于0.006mm,是已有标定方法标定精度的5倍至10倍,能够满足现阶段所有航天CCD相机的焦面位置的标定精度要求。

适于CCD相机图像压缩的位平面编码器

针对目前JPEG2000中最优截断嵌入式块编码器硬件实现效率低且占用大量资源问题,提出一种适于CCD相机图像压缩的位面编码器(BPC)。BPC结构思想是基于数据路径详细分析来获得上下文窗口的。另外,使用自主研发的地面检测设备对采用BPC结构设计的JPEG2000图像压缩系统进行实验。实验结果表明,BPC结构CCD图像压缩系统可以稳定可靠地工作,BPC具有较高的工作性能,工作频率达到75 MHz。压缩系统与传统方法相比较,平均PSNR提高了0.91 dB,非常适于CCD相机的应用。

提高CCD摄像头焦距测量精度的两种方法

简述了CCD摄像头测量航空相机焦距数值和检测实际成像面位置正确与否的原理和提高测试精度的方法.采用CCD摄像头接收被测相机所成的像,利用最小二乘法做曲线拟合和灰度矩法提高成像亮线中心的定位精度,从而精确地计算出像长值.实验和计算结果表明,两种方法对航空相机焦距数值的测试计算都有很高的精度,测试误差与理论误差(0.12%)相吻合;对实际成像面位置正确与否的检测判断结果完全相同,准确率达到100%.

单目CCD离面位移测量

以针孔成像原理为基础,利用结构表面的离面位移与所成图像中散斑颗粒的应变的线性对应关系,通过计算散斑应变场的方法来计算结构表面的离面位移场,对其理论进行数字模拟分析.数字模拟结果表明,该方法可进行离面位移场测量,测量精度高,与理论相符.还用该方法进行了离面位移试验,试验结果及分析表明,噪音对该方法的影响很小,离面位移测量精度为毫米,可应用于土木工程结构试验中.

航空遥感面阵CCD相机像移速度计算方法

为提高航空遥感相机的照相分辨率,必须对航空遥感相机进行像移补偿。探讨一种面阵CCD相机像移速度的计算方法——坐标变换法,其原理是利用地面上相同点在相机姿态变换前后像面不同坐标值之间的矩阵关系求出像移量及像移速度。利用该方法计算航空遥感相机在垂直工作方式下像面中心点与像面上任一点由于飞机的姿态变化与飞机的飞行运动引起的前向像移速度和横向像移速度,并将此方法推广到倾斜式相机像移速度的计算中。