微小卫星低成本高分辨率遥感相机的设计和研制

发布时间：2017-09-09 04:00

  本文关键词：微小卫星低成本高分辨率遥感相机的设计和研制

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【摘要】：为了获取高分辨率对地遥感图像,通常需采用长焦距大口径光学系统,导致其研制与运载难度和成本随着分辨率要求的提高而急剧提高。旨在发展高分辨率商业和战术光学遥感技术,本文探索与研究适用于微小卫星平台的低成本高分辨率光学遥感相机。首先,根据应用需求和光学成像理论,分析确定光学系统口径、焦距等技术指标,探讨降低高分辨率光学遥感相机研制成本的设计思想与技术途径。然后,通过对传统两反射镜折反系统和三反射镜系统的研究与设计,提出了一种基于两反系统的新型折反望远物镜,由卡塞格林两反结构和对其有效焦距起放大作用的三透镜组构成。详细介绍该系统的设计思想,指出其兼具传统两反射镜折反系统制造难度成本低和三反射镜系统重量体积小的优点。通过分析此新型两反射镜折反系统的几何结构特点并推导其初级像差公式,给出校正其复色与单色像差的思想及求解初始结构的方法。优化得到了满足指标要求、适于低成本研制的设计结果。通过拟定元件与系统研制方案、优化分配加工与装调公差、设计被动消热差结构等,为降低研制难度和成本提供了切实的技术途径。最后,通过原理样机研制及其成像性能测试,验证了上述设计结果的正确性及研制低成本高分辨率光学遥感相机的可行性,为研制工程样机和开发性能更佳的微小卫星有效载荷奠定了基础。
【关键词】：光学遥感相机 高分辨率 微小卫星 光学设计 折反系统
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V445.8
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 问题的提出9
• 1.2 研究现状9-13
• 1.3 主要研究内容13-14
• 第二章 推扫式遥感相机工作原理与系统设计思想14-21
• 2.1 推扫式遥感相机工作原理14-15
• 2.2 相机指标要求与分析15-19
• 2.2.1 探测器部件选定15-16
• 2.2.2 光学系统参数确定16-19
• 2.3 系统低成本设计思想19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 光学系统设计21-39
• 3.1 方案一：传统两镜折反系统21-25
• 3.2 方案二：三反射镜系统25-29
• 3.3 方案三：新型两镜折反系统29-38
• 3.3.1 设计思想29-30
• 3.3.2 成像理论和像差理论分析30-34
• 3.3.3 光学系统设计34-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 相机光学系统工程化设计39-53
• 4.1 公差分析和制定39-42
• 4.1.1 公差分析39-40
• 4.1.2 公差制定40-42
• 4.2 消热差设计42-45
• 4.3 消杂光设计45-48
• 4.4 机械结构设计48-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章系统研制与结果53-62
• 5.1 系统加工和装调53-57
• 5.1.1 主镜的加工与检测53-55
• 5.1.2 透镜组组件的装调55-56
• 5.1.3 次镜的加工与检测56-57
• 5.2 系统研制结果57-61
• 5.2.1 焦距测试58-59
• 5.2.2 MTF测试59-60
• 5.2.3 成像测试60-61
• 5.3 本章总结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-67
• 攻读学位期间发表论文情况67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 陈宇恒;周建康;陈新华;周望;沈为民;;基于MODTRAN模型计算星载CCD相机信噪比[J];红外与激光工程;2009年05期

2 陈宇恒;季轶群;周建康;陈新华;沈为民;;机载可见-红外超光谱成像仪信噪比的估算[J];红外与激光工程;2012年09期

3 云成;;高分二号卫星[J];卫星应用;2014年09期

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本文编号：818160