空间相机像移补偿系统中快速反射镜机构的设计与研究

发布时间：2024-02-26 22:18

　　空间遥感技术作为一种信息获取的重要手段,被广泛应用于气象观测、地图测绘、资源考察和军事侦察等各个领域。而近地轨道空间相机高分辨率、高效率、高可靠性的特点使其成为了空间遥感技术的研究重点。然而,空间相机成像期间卫星平台相对于地面的高速运动、扫描镜扫描及地球自转等因素引起的像移会严重降低图像的分辨率,所以必须配备相应的像移补偿系统。本课题对近地轨道空间相机像移补偿系统中的快速反射镜机构进行了设计与研究。首先,分析了空间相机扫描成像的工作方式,建立了典型结构空间相机的成像坐标系,利用齐次坐标变换法建立了像移的数学模型,并推导了相应的快速反射镜两轴补偿角随曝光历时t变化的函数,为结构设计过程中快速反射镜技术指标的提出提供了依据。列举了快速反射镜的整机性能指标和主要组成结构,分析了各组件的参数对整机性能的影响,结合空间相机快速反射镜的工作条件,明确了结构设计思路。分别利用理论分析和拓扑优化的方法设计了反射镜及镜架的轻量化结构,利用有限元软件MSC.Patran对比分析了侧面支撑和背部中心支撑这两种反射镜支撑方案,分析结果表明,采用背部中心支撑方案更有利于反射镜的高精度、轻量化设计。基于背部中心支...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 快速反射镜的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容及章节安排
第2章 空间相机成像像移的计算与补偿
    2.1 齐次坐标变换法及成像坐标系的建立
        2.1.1 刚体位姿的矩阵表示
        2.1.2 几种典型变换的齐次坐标变换矩阵
        2.1.3 空间相机成像坐标系的建立
    2.2 成像像移的计算
        2.2.1 像移的产生因素
        2.2.2 像移量的计算
    2.3 快速反射镜两轴补偿角的计算
    2.4 本章小结
第3章 快速反射镜机构的设计与优化
    3.1 快速反射镜的整机性能参数
    3.2 反射镜及镜架的设计
        3.2.1 反射镜的轻量化设计
        3.2.2 镜架的轻量化设计
    3.3 反射镜的支撑方案
        3.3.1 支撑方案的选择
        3.3.2 结构参数的多目标优化
    3.4 柔性环节的设计
        3.4.1 柔性铰链的选型流程
        3.4.2 柔性环节的设计及刚度计算
        3.4.3 反射镜的柔性支撑结构
    3.5 驱动电机的选型及排布
        3.5.1 驱动电机的排布
        3.5.2 音圈电机的选型
    3.6 摆角测量机构的设计
    3.7 快速反射镜机构的有限元仿真
    3.8 本章小结
第4章 实验检测与分析
    4.1 两轴转动刚度测试
    4.2 镜面面形精度测试
    4.3 谐振频率测试
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 论文已完成工作
    5.2 论文的创新点
    5.3 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3911935