空间光学遥感器精密次镜调整机构设计及试验

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作者 武永见 杨大伟 +2 位作者 孙欣 刘涌 胡永力 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期164-170,共7页

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、... 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。 展开更多

关键词 大口径 空间光学 调整机构 遥感器 次镜 柔性支撑

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柔性支撑式空间反射镜胶接应力分析与消除 被引量：3

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作者 武永见 刘涌 孙欣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期326-330,共5页

空间光学遥感器不断朝着更高轻量化率的方向发展,传统的装框支撑难以满足系统要求。基于运动学原理的Bipod柔性支撑结构具有良好的力热环境适应能力,在空间光学遥感器的反射镜支撑中得到越来越多的应用。为了有效卸载装配应力,Bipod柔... 空间光学遥感器不断朝着更高轻量化率的方向发展,传统的装框支撑难以满足系统要求。基于运动学原理的Bipod柔性支撑结构具有良好的力热环境适应能力,在空间光学遥感器的反射镜支撑中得到越来越多的应用。为了有效卸载装配应力,Bipod柔性支撑结构一般通过光学胶与反射镜进行连接,但是光学胶在固化过程中不可避免地存在收缩应力。此外,环境温度的波动以及热真空试验也有可能导致胶接应力的变化,严重时会对反射镜面形造成不利影响。文中针对某Bipod柔性支撑式次镜组件,分析了胶缩对面形的影响,并针对真空放气试验后的面形下降问题,采用消应力与热浸泡相结合的方式有效解决了面形下降的问题,为该类光学胶的空间环境应用提供技术支撑。 展开更多

关键词 空间遥感器 空间反射镜 柔性支撑 胶接应力

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空间相机超轻次镜环境适应性分析及试验

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作者 武永见 孙欣 刘涌 《环境技术》 2021年第1期57-63,共7页

环境适应性分析主要指空间相机各部组件适应地面装调阶段重力、温度、强迫位移等因素以及发射阶段振动环境影响的能力。通常采取有限元仿真分析与试验相结合的方法对产品性能进行评估。本文介绍了某空间相机超轻次镜及柔性支撑结构设计... 环境适应性分析主要指空间相机各部组件适应地面装调阶段重力、温度、强迫位移等因素以及发射阶段振动环境影响的能力。通常采取有限元仿真分析与试验相结合的方法对产品性能进行评估。本文介绍了某空间相机超轻次镜及柔性支撑结构设计情况,通过有限元分析得到了产品在重力载荷、温度载荷、胶缩影响等工况下的反射镜RMS值。然后对部组件进行了动力学分析,最后通过环境试验对有限元分析结果正确性和设计合理性进行了验证。结果表明,该超轻次镜及柔性支撑结构能够适应地面装调阶段各因素的影响,并且能够适应发射时的动力学环境要求,证明了设计与仿真分析方法的正确性。 展开更多

关键词 空间相机 超轻次镜 动力学分析 有限元法

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航天光学遥感相机多谱带滤光片设计与考核方法 被引量：4

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作者 常君磊 李富强 +5 位作者 王伟刚 李庆林 张楠 范俊杰 武永见 张明柱 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期240-246,共7页

多谱带滤光片是航天光学遥感相机上的关键器件。其兼具多个谱带滤光及探测器封装的功能,特征尺寸多,膜系复杂,其设计及考核过程相比全色或单谱带滤光片要复杂得多。介绍了多谱带滤光片的基片外形尺寸、滤光窗口尺寸、像元位置标识窗口... 多谱带滤光片是航天光学遥感相机上的关键器件。其兼具多个谱带滤光及探测器封装的功能,特征尺寸多,膜系复杂,其设计及考核过程相比全色或单谱带滤光片要复杂得多。介绍了多谱带滤光片的基片外形尺寸、滤光窗口尺寸、像元位置标识窗口、封装对准标识等关键特征尺寸的设计及计算方法。分析了滤光片的设计加工误差对滤光片与光敏芯片的封装对准精度、探测器在焦平面上的配准拼接以及相机的光谱响应特性等的影响。并基于现有的航天器环境考核方法提出了一套针对多谱带滤光片的环境考核流程和测试方法。最后给出了某相机多谱带滤光片的设计及考核应用实例。 展开更多

关键词 航天光学遥感相机 多谱带滤光片 特征尺寸 环境适应性考核

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航天光学遥感探测器滤光片环境考核方法 被引量：3

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作者 常君磊 李庆林 +5 位作者 李富强 武永见 范俊杰 康少英 窦莲英 魏学敏 《航天器环境工程》 2018年第1期87-91,共5页

滤光片是航天光学遥感探测器的关键部件,其环境稳定性直接影响到探测器的光谱响应特性。文章以现有的航天器、电子元器件、光学膜层等环境考核标准为基础,参考欧空局、DALSA(加拿大数字影像器件公司)等的考核条件,并结合在遥感相机研发... 滤光片是航天光学遥感探测器的关键部件,其环境稳定性直接影响到探测器的光谱响应特性。文章以现有的航天器、电子元器件、光学膜层等环境考核标准为基础,参考欧空局、DALSA(加拿大数字影像器件公司)等的考核条件,并结合在遥感相机研发生产过程中与滤光片相关的环境考核项目,首次提出了一套针对航天光学遥感探测器滤光片的环境考核方法,给出了考核项目、考核流程、参考试验条件、测试项目、测试方法。考核项目包括高低温循环、热真空、热存储、湿度、辐照考核;测试项目包括光谱特性测试、膜层牢固度测试。该方法已在遥感型号产品上实施并得到在轨和地面试验验证,可作为滤光片环境考核的参考。 展开更多

关键词 航天光学遥感 探测器 滤光片 环境适应性 光谱特性 膜层牢固度

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空间相机系统自准直传函测试方法及应用

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作者 孙欣 武永见 +4 位作者 汤天瑾 胡永力 刘涌 姜彦辉 王海超 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期373-379,共7页

调制传递函数(传函)测试是空间相机研制过程的重要环节,常规传函测试需要用到平行光管。自准直传函测试方法是一种不依赖于平行光管的系统传函测试方案。首先介绍了自准直传函测试系统的原理和搭建方案。其次对比了平行光管测试的过焦... 调制传递函数(传函)测试是空间相机研制过程的重要环节,常规传函测试需要用到平行光管。自准直传函测试方法是一种不依赖于平行光管的系统传函测试方案。首先介绍了自准直传函测试系统的原理和搭建方案。其次对比了平行光管测试的过焦曲线和自准直传函测试的过焦曲线,发现该系统对焦面离焦敏感程度不亚于平行光管,得到该系统可以用于判定焦面位置正确性的结论。再次分析了自准直靶标条纹经过平面镜反射后偏转的现象,该现象将引入测试误差。给出了偏转角的数值计算公式和条纹偏转对传函值影响的计算公式。针对离轴系统对偏转角敏感的问题,给出自准直靶标的设计方法。利用该方法可以将靶标条纹偏转造成的传函测试误差降至可以忽略的量级。然后讨论了采用自准直传函测试方案时相机探测器与测试靶标的拼接,分析了探测器滤光片对焦面位置的影响,提出了探测器与靶标共焦面的设计及拼接方案。最后总结了该测试方法在某型号相机的实际应用,为自准直传函测试方法在后续系统的应用打下基础。 展开更多

关键词 空间相机 自准直 传函测试 焦面位置 平面镜 靶标

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大口径反射镜重力卸载设计 被引量：2

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作者 姜彦辉 刘涌 +3 位作者 邹宝成 胡嘉宁 孙欣 武永见 《环境技术》 2020年第1期81-85,98,共6页

为满足人类对相机更高性能的要求,空间反射镜的口径也逐渐增大。大口径反射镜由于其刚度低,在重力环境下,不同支撑方法对反射镜面形影响较大,如何在光学加工与检测过程中保证反射镜的支撑方式具有较高的面形精度是一个难题。本文针对Φ1... 为满足人类对相机更高性能的要求,空间反射镜的口径也逐渐增大。大口径反射镜由于其刚度低,在重力环境下,不同支撑方法对反射镜面形影响较大,如何在光学加工与检测过程中保证反射镜的支撑方式具有较高的面形精度是一个难题。本文针对Φ1.4 m大口径轻质反射镜重力卸载方案,对比分析了光轴水平状态下吊带卸载、背部离散多点支撑及光轴竖直状态下背部多点离散支撑各方案的可行性,最终选取了光轴竖直状态下多点离散支撑卸载方案。有限元分析表明,反射镜卸载面形精度RMS值变化量为1.53 nm,应用此种方法支撑的反射镜最终加工面形精度RMS变化量为0.012λ。本文所设计的重力卸载方案有限元仿真及试验结果均达到设计要求,为此类大口径轻质反射镜的重力卸载提供技术基础。 展开更多

关键词 反射镜 重力卸载 吊带卸载 背部多点离散支撑 有限元仿真

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组合口径反射镜曲率半径误差分析

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作者 姜彦辉 陈晓丽 +1 位作者 武永见 李岩 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2017年第3期102-108,共7页

研制大口径望远镜系统,通常采用组合口径反射镜来代替单体反射镜。组合口径反射镜的方案相比于传统方案减小了加工、运输等各方面的困难,同时它也会引入分块镜的曲率半径误差。为更好地了解组合口径反射镜曲率半径误差对光学性能的影响... 研制大口径望远镜系统,通常采用组合口径反射镜来代替单体反射镜。组合口径反射镜的方案相比于传统方案减小了加工、运输等各方面的困难,同时它也会引入分块镜的曲率半径误差。为更好地了解组合口径反射镜曲率半径误差对光学性能的影响,文章以整体口径为6.6m、曲率半径为21.34m的由18块六边形分块镜拼接而成的反射镜为例,对组合口径反射镜曲率半径误差进行分析。首先建立组合口径反射镜模型,通过计算求得反射镜的波像差与斯特列尔比,最终确定反射镜曲率半径误差的合理变化范围。结果表明,曲率半径误差对不同位置分块镜的波像差影响不同,去除位置因素后,各分块镜对反射镜波像差的影响相同。文章所设计的反射镜,如果各分块镜之间的曲率半径误差应小于±0.14mm,则满足斯特列尔比大于0.8且最大波像差小于λ/4。文章对组合口径反射镜的设计、加工和装调等有参考价值。 展开更多

关键词 曲率半径误差 波像差 斯特列尔比 组合口径反射镜 航天遥感

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五轮铰接式移动机器人的重构特性及分析 被引量：1

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作者 徐贺 伏虎 +4 位作者 张振宇 谭大伟 武永见 薛开 栾钰琨 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1233-1237,共5页

针对具有分离式差分机构的三箱体五轮机器人的多重构参数与机器人性能指标如稳定性、驱动力矩等非线性关系,采用iSGIHT-FD软件平台,利用Approximation方法中的响应面模型逼近局部特性,对多目标优化后数据结果进行设计数据可视化敏度分析... 针对具有分离式差分机构的三箱体五轮机器人的多重构参数与机器人性能指标如稳定性、驱动力矩等非线性关系,采用iSGIHT-FD软件平台,利用Approximation方法中的响应面模型逼近局部特性,对多目标优化后数据结果进行设计数据可视化敏度分析,获得了多个重构变量对非线性性能指标的量化影响的相对大小.结果表明,轮臂的前倾角的影响最大而第五轮轮臂长度影响最小.随后对机器人实际构型进行了实验验证.该方法对于非线性多元函数的各个变量对相对影响(灵敏度)分析和可视化具有简洁、快速和直观的特点. 展开更多

关键词 重构移动机器人 重构特性 第五轮 响应面模型 多变量灵敏度

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基于粒子群算法和投影解析法的机器人构型优化

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作者 徐贺 封海波 +3 位作者 栾钰琨 彭高亮 高晓智 武永见 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期918-923,共6页

针对一种可重构轮式移动机器人扩展构型中重构变量间的非线性关系,采用解析结合投影几何的方法建立可重构的移动机器人的稳定性指标模型。运用粒子群算法获得了在等效稳定裕量最大前提下的移动机器人重构构型,其结果同移动机器人重构实... 针对一种可重构轮式移动机器人扩展构型中重构变量间的非线性关系,采用解析结合投影几何的方法建立可重构的移动机器人的稳定性指标模型。运用粒子群算法获得了在等效稳定裕量最大前提下的移动机器人重构构型,其结果同移动机器人重构实验的结果吻合很好。机器人重构构型时应遵循几何对称原则,负载分布均衡原则以保证机器人的直行性能.为了保证机器人工作性能良好,重构参数的应限定在安全范围内.同时应采取综合折中原则,对各种相关参数进行综合平衡.移动机器人扩展构型具有非线性特点的稳定性能指标,在机器人的性能预测、任务规划和运动控制中皆具有重大理论意义和应用价值. 展开更多

关键词 移动机器人 重构构型 投影法 构型优化 粒子群算法

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高分辨率可见与红外一体遥感相机制冷机微振动分析及抑制 被引量：3

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作者 武永见 范俊杰 崔世程 《光学与光电技术》 2022年第5期115-121,共7页

空间光学遥感器朝着更高分辨率、更高侦测功能密度的方向发展,兼具可见光和红外谱段侦查功能的高分辨率、轻小型相机逐渐成为研究的热点。制冷机的微振动是影响光学遥感器成像品质的关键因素之一。为了量化评估红外制冷机微振动特点及... 空间光学遥感器朝着更高分辨率、更高侦测功能密度的方向发展,兼具可见光和红外谱段侦查功能的高分辨率、轻小型相机逐渐成为研究的热点。制冷机的微振动是影响光学遥感器成像品质的关键因素之一。为了量化评估红外制冷机微振动特点及对成像性能的影响,解决微振动对高分率相机成像系统干扰的问题,对脉冲管式斯特林制冷机的微振动产生机理进行了分析,采用固支测力法对微振动性能进行了不同功率和使用状态下的测试和分析。基于制冷机的微振动测试数据,提出了在应用环节隔离微振动传递路径的微振动抑制策略,整机的有限元仿真分析表明制冷机微振动对成像系统的传函影响降为0.02%,证明了其有效性。 展开更多

关键词 高分辨率 可见-红外 一体化相机 制冷机 微振动

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光学双向推扫空间相机的设计与实验 被引量：1

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作者 孙欣 武永见 +3 位作者 刘涌 王海超 胡永力 王劲强 《光学与光电技术》 2022年第3期18-23,共6页

对于搭载单向积分TDI探测器的推扫式空间光学相机,探测器的积分方向是限制卫星敏捷机动任务规划的一项重要限制。利用在光学系统中加入法线方向与光轴成一定角度的平面镜可以改变系统物像正倒关系而不影响光程及像质的特点,设计了光学... 对于搭载单向积分TDI探测器的推扫式空间光学相机,探测器的积分方向是限制卫星敏捷机动任务规划的一项重要限制。利用在光学系统中加入法线方向与光轴成一定角度的平面镜可以改变系统物像正倒关系而不影响光程及像质的特点,设计了光学双向推扫系统。为了验证其方案的合理性,设计并装调了光学双向推扫相机工程样机。对该相机进行外景成像实验,成像实验结果与预期一致,光路切换效果明显,验证了其适应两种飞行方向的能力。总结工程样机研制过程,提出了后续需要考虑的问题,为后续光学双向推扫相机在型号上应用打下基础。 展开更多

关键词 光学 双向推扫 平面镜 物像关系 空间相机

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