无人机载轻小型遥感器的林业应用进展研究

聚焦于轻小型遥感器技术的发展,综述了无人机遥感技术在森林资源监测、健康评估和灾害管理等林业领域的应用进展。首先介绍了搭载于无人机的可见光、多光谱、高光谱、热红外和激光雷达等遥感器技术,阐述了其主要特性、显著优势和适用场景;然后深入探讨了这些遥感技术在林业管理中的具体应用,展示了其在提升森林监测效率和精确度以及在灾害响应和生态保护方面的重要作用;最后讨论了面临的主要挑战和发展需求,包括无人机平台的优化、遥感设备的改进、数据处理与信息提取技术的提升,强调了跨学科研究成果的综合应用对于推动遥感技术革新及其在林业中应用拓展的重要性;旨在为林业管理与研究人员提供一种全面的视角,审视无人机遥感技术的现状与未来趋势,进而支持森林资源的可持续管理与保护。

无损检测技术在空间遥感器复合材料结构检测中的应用

空间遥感器作为重要的对地观察飞行器,其复合材料结构件在生产、成型过程中易产生分层、夹杂、气孔等缺陷,针对不同的复合材料结构件的特点,结合超声波检测技术、敲击检测技术、X射线检测技术、目视检测技术等各项无损检测技术的特点及检测原理,在保证检测过程质量控制基础上,确定最优检测方案,从而有效检出不同类型的缺陷,为产品交付提供依据,保证空间遥感器在轨运行的可靠性。

航天遥感器用泵驱两相流体回路热真空试验研究

针对航天遥感器核心组件的高精度与高稳定度的控温需求,设计并搭建了一套泵驱两相流体回路(MPTL)试验装置,该装置使用了一套具有被动冷却能力的两相控温型储液器。为验证MPTL系统在高真空、极低温与变化外热流条件下的工作能力,在真空罐内对MPTL系统在不同工况点下的散热与控温能力进行了测试,并通过温度和压力等数据研究了主回路的运行特性、储液器内热力学变化特性及两者之间的传热传质过程。结果表明:MPTL系统的控温点可通过储液器进行快速调整,蒸发器温度的变化受外热流与热源开关影响较小;进入毛细管中的过冷液与储液器中的液相形成的温差保证了储液器冷量的供应;主回路发生相态转变时,储液器与主回路工质交换特性引起了系统压力降脉动。

空间光学遥感器精密次镜调整机构设计及试验

随着空间光学遥感器地面分辨率逐步提高,长焦距、大口径相机成为重点研究方向。为了克服重力变化、复合材料变形等因素带来的天地不一致性的问题,次镜调整成为校正光学遥感器离焦和主次镜相对位置变化的关键技术之一。将次镜柔性支撑、精密直线驱动与柔性铰链传动技术相结合,设计了一套高精度次镜调整机构。首先介绍了该套机构的光机构成、工作原理及传动链路,然后对超轻次镜、高精度直线致动、高精度调焦传动等设计分别进行了阐述,最后介绍了力学环境试验后的调整精度测试情况。试验结果表明,该套精密调整机构实测调整行程大于±120μm,轴向调整步距精度0.18μm(3σ值),调整行程内次镜的最大平移误差为1.30μm,最大倾斜误差为1.93″,具有调整范围宽、调整精度高的特点,满足空间光学遥感器精密次镜调整的要求,已成功在轨应用于北京三号B卫星0.5 m级高分辨率空间相机。

微光条件下遥感器像移补偿机构设计及控制方法

夜间成像时,遥感成像地面目标的辐亮度可低至白天的10–6,在提升弱信号获取能力的各种措施中,通过长曝光时间提升信噪比是一种直接而有效的解决方式,但是在低轨遥感任务中其实现却受到极大限制。为完成探测目标凝视,文章提出通过光路中的像移补偿机构实现光轴稳定的解决方案,补偿了相机相面与地物的相对运动,在曝光时间内使探测器相面景物与地物景物保持相对静止,从而实现灵活微光成像模式;具体阐述了微光条件下遥感器像移补偿机构的设计和控制方法,对其原理及设计进行了详细分析,并进行仿真及试验验证,结果表明所设计的像移补偿系统可将图像抖动补偿至0.2像元之内,为低轨遥感微光成像系统提供了优异的解决途径。

“四维高景一号”遥感器项目风险管理实践

“四维高景一号”01、02星是四维高景卫星遥感有限公司的两颗0.5米光学商业遥感卫星。2022年4月29日,卫星成功发射,入轨后状态良好。卫星的两台遥感器均由北京空间机电研究所研制。“四维高景一号”01、02星与“高景”系列相比,光学口径增大,传感器使用新型互补金属氧化物半导体(CMOS),光学系统和结构设计进一步优化,遥感器重量和功耗有所降低。性能指标大幅提升,产品技术状态变化大,遥感器一步正样缺少初样阶段的验证,研制周期短,这些都给项目研制带来较大风险。

黑体与恒星相结合的短波红外遥感器在轨辐射定标简析

为满足气象水文、天文观测等领域对短波红外遥感器高精度探测需求,近年来对短波红外探测定量化应用的需求越来越高。本文针对高轨面阵短波红外遥感器在轨各种因素引起的非均匀性变化情况,基于面源黑体定标结合恒星定标的在轨绝对辐射定标设计方案,结合某遥感器任务研制过程的具体实际,分析了定标精度主要影响因素及优化措施,包括星上定标方案优化、星上黑体温度控制优化、恒星提取算法优化等。通过实验室测试对在轨辐射定标方法进行了验证,并对在轨绝对辐射定标不确定度进行预估,评估结果表明定标不确定度能够满足应用要求。

大口径空间光学遥感器辐射散热器的设计及应用

为满足大口径空间光学遥感器高效率、低密度散热的需求,提出一种基于高导热石墨膜的空间辐射散热器。对高导热石墨膜的基础物理性能、结构成分、力学性能、热性能、空间环境适应性等进行较全面的测试分析。将高导热石墨膜与热管、蜂窝板等结合起来解决高导热石墨膜应用中常见的厚度方向导热系数低、力学强度低、硬度低、厚度薄、单块尺寸小的难题。对散热器和2种传统空间辐射散热器进行对比仿真分析,仿真分析结果表明:同等散热能力下,高导热石墨辐射散热器的质量仅为传统铝合金板散热器的约1/3,仅为传统铝蜂窝板辐射散热器的约1/2。通过热平衡实验和在轨飞行应用对散热器的散热性能进行验证,验证结果表明:仿真值与在轨值具有良好的一致性,散热器具有优异的力、热性能及显著的减重优势,可广泛应用于各种航天器的散热及均温。

超大型航天遥感器评价系统漏孔高效定位方法研究

超大型航天遥感器评价系统是用于大口径光学遥感器在地面模拟在轨环境的条件下进行性能测试与评价的试验装置,由真空容器、低温热沉系统、真空获取系统、氮流程系统、外热流模拟装置等组成。真空容器是超大型航天遥感器评价系统的主体,其结构复杂、开孔数量较多、体积庞大,存在泄漏因素多,其漏率指标是影响航天器地面模拟试验工作真空度指标能否实现的关键因素。本文针对真空容器研制过程各个阶段氦质谱检漏方法进行了对比分析,并根据超大型真空容器研制过程的漏孔定位难点进行分析,在研制过程提出了利用氦质谱负压采样法,优化了真空容器氦质谱检漏流程,实现了漏孔快速、高效定位,并在实际工程应用中取得了良好效果。

离轴空间遥感器主支撑结构设计

长焦距离轴三反(TMA)空间光学遥感器各光学元件的位置精度和动态稳定性与其主支撑结构相关,因此,本文研究了遥感器主支撑结构设计方案。对比分析了主支撑结构的常用形式,确定了桁架结构方案,并对其进行了材料选择和连接工艺分析。推导了三杆结构(桁架基本单元)的一阶频率解析式,并确定了其最佳形式。在初始设计的基础上,利用灵敏度分析和参数优化设计方法得到了一种24杆式主支撑结构。作为验证,对该支撑结构进行了静态翻转和动力学试验。试验结果表明,主支撑由竖直状态翻转到水平状态后,前端倾角变化小于10″,一阶固有频率为55Hz,振动试验中支杆最大应力为135MPa,满足各项设计指标要求。

空间光学遥感器主镜背部形状的选择

本文阐述了空间光学遥感器中主镜轻量化的必要性．对双凹、平背、单拱和双拱4种形状主镜在重力载荷下的变形进行了分析计算，得出了背部3点支撑方式下双凹主镜最优的结论，并进一步研究了3点支撑的双凹主镜面形变化RMS值随规一化支撑半径r／R的变化规律．

空间红外光学遥感器发展现状及前景分析

文章综述了空间红外光学遥感器在不同领域的应用，分析了空间红外光学遥感器的现状和发展趋势。指出红外光学遥感器向谱段更多、带宽更窄、辐射灵敏度越来越高的方向发展。讨论了我国红外光学遥感器发展基础和前景。提出开展红外光学遥感器研制的几点建议。

光学退偏器在遥感器中应用的探讨

讨论了光学退偏器在遥感器中的应用要求和设计原理，并针对海洋水色扫描仪系统要求设计了改进型的Ｌｙｏｔ退偏器，分析了光学退偏器的残余偏振度、光束偏折和角弥散等性能指标。根据系统应用的要求，提出了光学退偏器指标的测试方法，测试结果证明设计的退偏器满足海洋水色扫描仪系统要求。

星载遥感器轻型化设计技术途径

简要介绍星载遥感器轻型化的意义及国外高分辨率可见光轻型遥感器的概况。重点介绍高分辨率的遥感器轻型化设计的主要技术途径。

地球静止轨道上的凝视型光学遥感器概念设计

以ＧＯＥＳ－９的５通道成像仪为参考遥感器，用５０００×５０００像元的面阵ＣＣＤ和１０００×１０００像元的红外焦平面阵列，提出了用于地球静止轨道气象卫星的凝视型成像仪的概念性设计方案，讨论了所能达到的各项指标，与参照遥感器进行了比较。结果表明，凝视型遥感器在重量、功耗、扫描效率、图像更新周期等方面大大优于扫描型成像仪。

机载成像光谱遥感器场地外定标规范的初步研究

根据作者近几年来的实际工作经验，在参照国内外场地外定标实验方法的基础上，从概念研究入手，概括总结机载成像光谱遥感器定标研究内容和总体实施方案，对机载成像光谱遥感器场地外定标规范进行了初步研究。

空间光学遥感器反射镜柔性支撑的设计

为降低光学遥感器反射镜在复杂且恶劣的空间环境下的面形误差,设计了一种柔性支撑结构,使反射镜在具有良好的热尺寸稳定性的同时结构刚度满足力学要求。针对某长圆形光学反射镜组件,通过设置柔性铰链的厚度、最薄处厚度和柔性铰链圆弧半径3个特征参数,对柔性铰链进行合理的结构设计。采用有限元法对反射镜组件在力热耦合状态下的面形精度和结构强度及结构的动态刚度进行仿真分析,结果表明,反射镜面形PV值由350.08nm降至59.03nm,RMS值由102.67nm降至9.11nm,柔性结构保证了反射镜的热尺寸稳定性,同时满足力学要求。最后,对反射镜组件的力热模拟件进行力学试验,得到的结果显示其3个方向的基频分别达到264Hz,290Hz和320Hz。这些结果表明,该柔性支撑结构设计方案是合理可行的。

空间光学遥感器热分析

空间光学遥感器热控工作旨在保证遥感器所需温度水平和温度梯度 ,以满足遥感器高质量成像要求。根据遥感器的结构特点和热光学指标要求 ,建立了遥感器及其热控系统的热平衡方程 ,对各热交换项进行了剖析 ,并采用Nevada和MSC/Patran等软件对某空间光学遥感器进行了模拟仿真 ,得到其对地工况和对日工况的热平衡结果。

推扫型TDI CCD光学遥感器动态成像研究

针对基于推扫技术的TDI CCD空间光学遥感器动态成像试验,研制了一套检测系统。在系统中,设计了模拟卫星推扫的双支承U型结构精密转台。搭载遥感器,以角速度0.555°/s在±5°的范围内转动时,转台稳速控制精度达到0.3%。设计了一种奈奎斯特频率靶标,在每组矩形垂直靶条间加入公差为a/n的等差级数间隔靶条,解决了遥感器推扫时CCD像元与垂直靶条像匹配不确定性问题,使配准简化,提高了测量结果的准确性。试验结果表明:遥感器获得了垂直、水平及45°方向的0视场,±0.86视场奈奎斯特频率靶条像,验证了采用推扫技术的TDI CCD遥感器所具有的高品质。