【摘要】：针对测量设备和载体平台需要进行动态基准传递的问题,介绍了利用高速CCD进行成像的变形检测方法,将载体的变形转换为分划板图像上的平移和旋转大小,进行三维的姿态解算。仿真结果和实际成像检测试验表明,在载体角度变形≤±10′的条件下,其横摇、纵倾方向检测精度可达2.8″,偏航方向检测精度可在1′以内。

【摘要】：本课题研究的空间小型CCD(电荷耦合)相机是小卫星的唯一有效载荷,其所处的空间热环境非常复杂。如果不采取适当的热控措施必然导致光学元件中产生温度梯度,进而产生热应力及热变形,造成光学元件相对位置的漂移及光学成像镜面畸变,从而影响成像质量。并且小卫星总体对CCD相机尺寸与质量有严格限制,因此,如何采取简单、有效的热控措施,保证CCD相机在空间热环境下具有可靠的光学性能和成像质量,即保证光学镜片之间处于精确的相对位置、镜片面形的变化处于光学容差内,以及电路系统处于工作温度范围是本文研究的主要内容。 为保证CCD相机在空间热环境条件下正常工作,并满足分辨力技术指标,本文运用传热学基本理论和有限元分析方法,完成以下工作: 1)研究了空间相机温度场和温度梯度的影响因素以及本相机所处的空间热环境;2)在给定工况下,对采取热控措施前后的遮光罩的温度场和热弹性变形进行对比;3)围绕该相机镜头设计的技术要求,进行了非敏感化镜头部件热设计;4)应用温度指标法,确定了镜头部件的温度指标;5)进行了电路箱体部件的热设计;6)根据对镜头部件和电路箱体部件的热设计,在给定工况下,对采取热控措施前后的整个相机的温度分布进行对比。 结果表明:对于本课题研究的空间小型CCD相机,1)通过采取热控措施前后对遮光罩的热结构耦合分析,采取的热控措施能够将遮光罩的变形量控制在设计要求内;2)通过对整机的温度场分析,采取的镜头部件非敏感化热设计及电路箱体部件热设计能够保证镜头部件和电路箱体部件处于正常工作温度范围;3)对空间小型CCD相机采取的被动热控措施是必要的,并且是有效的,确保了CCD相机的正常成像。

【学位授予单位】：苏州大学
【学位授予年份】：2008