[发明专利]一种用于卫星平台微振动对相机成像影响的测试装置

说明书

技术领域

本发明属于空间光学遥感技术领域，特别是涉及一种用于卫星平台微振动 对相机成像影响的测试装置。

背景技术

在空间光学卫星中，随着光学卫星分辨率的不断提高，光学相机对指向精 度要求越来越高，对星上正常工作部件所引起的微振动越来越敏感，飞轮、陀 螺等是卫星姿控关键部件(以下以飞轮为例)，其正常工作时产生的微振动对高 分辨率光学相机的成像质量有着直接的影响。星上微振动力学环境响应幅值小、 频谱宽，会严重影响高分辨率光学卫星的稳定性、指向精度，从而影响高分卫 星分辨率，因此，需在地面进行微振动成像试验，而星上微振动响应量级与地 面噪声相当，微振动对相机成像的测试方法则尤为重要。

与本发明最为接近的已有技术是北京空间飞行器总体设计部的王泽宇等于 2015年在中国空间技术研究院北京卫星环境工程研究所出版的“航天器环境工 程”期刊上提出的《某遥感卫星平台的微振动试验研究》。该设计如图1所示， 包括吊钩10、整星吊具20、柔性绳索30、卫星40。传感器测点在星上布置位置 如图2所示。整星吊具20上端经吊钩与天车相连，下端经柔性绳索30与卫星40相 连。所采用柔性绳索基频为4.67Hz，在整星柔性悬吊条件下，测量了飞轮在不 同工作转速下微振动的响应变化，测得背景噪声大于10^-4g，分析了微振动的传 递规律，积累了大量试验数据，为后续微振动分析和试验提供了一定的参考。 这种星上微振动测试设计方法的缺点是：采用加速度传感器测量微振动响应情 况，没有直接得到微振动条件下相机所成的像，无法定量分析微振动对成像影 响的相对像移量和特定频率点对相机光学调制传递函数MTF的影响(相对像移量 和MTF是评价微振动对成像影响的有效指标)。

发明内容

为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于模拟卫星在轨正常工作 时星上飞轮微振动环境，采集星上飞轮正常工作时光学相机所成的像，通过所 采图像来分析所关心频率带宽内微振动环境下所成像的相对像移量以及特定频 率点的MTF值，特设计一种用于卫星平台微振动对相机成像影响的测试装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种用于卫星平台微振动对相机成像影响的测试装置，包括：光源、靶标、 平行光管、天车吊钩、卫星吊具、柔性绳索、卫星、信号采集仪、计算机；其 中，

卫星经柔性绳索由卫星吊具悬挂于天车吊钩；

靶标由光源照射经平行光管来模拟无穷远处的物，并经卫星光学相机成像；

柔性绳索用于模拟卫星在轨运行时的自由边界条件；

信号采集仪分别采集飞轮在不同工况下卫星相机所成的像；

计算机用于处理信号采集仪所采集的图像。

在上述技术方案中，信号采集仪与卫星成像器件相连。

在上述技术方案中，计算机与信号采集仪电缆连接。

本发明具有以下的有益效果：

本发明提供一种用于卫星平台微振动对相机成像影响的测试装置，充分利 用现有实验室所具备的试验条件，通过平行光管模拟无穷远处的物，利用信号 采集仪采集飞轮在不同工况下光学相机所成的像，经计算机处理分析后可得所 关心频率带宽内微振动环境下所成像的相对像移量以及特定频率点的MTF值，为 后续微振动试验和微振动抑制方案设计提供定量参考数据，同时，为高分辨率 卫星地面试验提供一种技术基础。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是已有技术卫星平台微振动试验方案示意图；

图2是已有技术卫星平台微振动试验传感器测点布置位置示意图；

图3是本发明的用于卫星平台微振动对相机成像影响的测试装置的结构示 意图；

图4是本发明的用于卫星平台微振动对相机成像影响的测试装置的具体实 施流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做以详细说明。