面向空间目标观测的垂轴运动变焦方法研究

在空间目标观测时,既需要大视场的全局掌控,也需要局部细节的精细观察。而凸轮变焦方法对镜组间的轴向位移需求较大,对运动机构的精度和行程提出很高的要求。为了解决长行程的问题,文章提出一种基于垂轴运动的光学变焦方法:首先,建立自由曲面透镜组数学模型;然后,结合垂轴运动变量,推导出光学系统垂轴变焦的物理模型。通过设计仿真表明,实现2.8倍的光学变焦只需要毫米量级的位移调节量,可采用压电陶瓷作为驱动元件。光学垂轴变焦方法可以有效缩小变焦运动量,减小成像系统的尺寸,在空间相机中具有应用价值。

空间目标事件相机探测能力分析

建立了事件相机空间目标探测灵敏度模型,分析了影响事件相机观测灵敏度的影响因素,得到了可观测极限星等与阈值的线性关系,并通过望远镜进行了外场观星实验。结果表明事件相机可以进行空间目标探测,同时验证了空间目标探测灵敏度模型的准确性。进一步明确了阈值对事件相机空间目标探测的影响,为基于事件相机的空间目标观测及其他相关研究提供了理论基础。

基于星载毫米波雷达的空间目标探测与成像

在低信噪比情况下,基于多频组合的星载毫米波雷达,研究了空间目标探测与成像问题。用双频共轭处理和KEYSTONE变换解决了目标探测时的距离徙动校正问题,用时频分析完成目标探测后,用多频处理的方法精确估计各目标的运动参数。根据估计的目标运动参数,在距离频率-慢时间域依次完成各个运动目标的距离徙动粗校正,在进一步完成距离徙动精校正后,实现各个运动目标的高分辨率成像。仿真结果表明了本文方法的有效性。

废弃火箭体的光度变化分析

从辐射理论出发,对太阳在可见光波段(0.38～0.76μm)大气层外辐照度理论值进行了1/1.07倍的修正,推导出废弃火箭体漫反射表面地面照度计算公式,阐明了某一时刻太阳、翻滚目标和观测站的相互关系.在光学观测设备约束条件下,计算了废弃火箭体的等效视星等值,并讨论了不同轴定位方式时火箭体的光度变化.

天基激光雷达三维成像的发展与现状

天基激光雷达三维成像是空间目标观测的重要手段。将天基激光雷达分为连续波和脉冲式两种,并简单介绍了各自的成像原理。结合应用背景,分析了典型天基激光雷达的特性及主要参数。横向对比了经过在轨测试且仍在使用的激光雷达,从成像原理、角度分辨率、工作距离及发展趋势等方面分析了典型天基激光雷达的共同特性,为天基激光雷达的设计提供了参考。最后结合我国激光雷达发展现状与瓶颈,给出了天基激光雷达三维成像发展与应用方向的一些建议。