[发明专利]航天器高分辨率相机光轴抖动微振动源地面模拟装置

说明书

本发明公开了一种高分辨率相机光轴抖动微光轴抖动微振动源地面模拟装置，主要包括承载系统部分以及激振系统部分，承载系统部分用于承载试验载荷的；激振系统部分主要包括激振器、激振杆、控制传感器、控制系统，其中，激振器固定到升降平台上，通过激励杆、控制传感器与安装板相连，采用单点控制方式，计算机控制系统输出驱动信号，调制后输出到信号放大器输入到激振器，使台面产生振动，控制点的响应由控制传感器将力学参数反馈到计算控制系统进行比较和修正，使驱动信号在激振器上产生的力学参数响应符合实验要求。该装置可以在地面准确量化模拟高分辨率相机光轴在轨微振动抖动，进而为高分辨率卫星等微振动敏感卫星载荷的设计提供试验保障。

技术领域

本发明属于航天器干扰源微振动试验技术领域，具体涉及一种航天器高分辨率相机光轴抖动微振动源地面模拟装置。

背景技术

随着卫星空间相机对空间分辨率等要求的不断提高，某些卫星对星上在轨微振动环境要求极为严格，所承担的任务也要求星体必须具备极低的在轨微振动环境，如高分辨率对地观测系统。因此各种设计精良的高精度相机，其性能和精度均将远超过现有型号，特别是高分辨率的性能要求导致航天器对微振动的敏感度增大，星体微幅抖动对成像质量的影响不可忽略，当扰动幅值对相机成像质量产生的影响达到不可接受的程度时，必须采取有效措施加以抑制或补偿。

目前，高精度有效载荷微振动影响下的成像质量只能通过仿真分析来验证，缺乏分系统级的验证手段，只能交付AIT后在整星上进行系统级的测试验证，验证成本高、周期长、风险大，一旦测试结果不能满足要求，将严重影响研制进度。因此，在地面能先进行高精度有效载荷的微振动影响下的成像质量的试验验证很有必要，而若要进行试验验证就必须要对相机在轨的微振动环境进行地面准确的模拟。

星上微振动环境对相机的影响可以用光轴抖动表征。光轴抖动表现为光轴指向角的变化，可描述为互相正交的两个角度θx、θy。尽管空间相机的抖动包含有三个平移和三个转动，但引起图像模糊的最主要因素是光轴指向角θx、θy的变化，其原因主要是空间相机距离地面很远，光轴指向角的变化对应很大的像移。光轴指向角的变化等于焦面像移与焦距之比(或地面像移与轨道高度之比)

θx发生变化时我们称之为俯仰工况，θy发生变化时我们称之为偏航工况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明旨在提供一个航天器高分辨率相机光轴抖动微振动源地面模拟装置，通过该装置可在地面模拟出卫星在轨状态的微振动环境，为高分辨率相机光轴提供俯仰、偏航两种微振动工况的角位移定量模拟。

本发明采用了如下的技术方案：

高分辨率相机光轴抖动微振动源地面模拟装置，主要包括承载系统部分以及激振系统部分，用于承载试验载荷的承载系统部分主要由安装板以及底部对其支撑的六自由度工装组成；提供定量激振的激振系统部分主要包括激振器、激振杆、控制传感器、控制系统，其中，激振器一端固定到升降平台上，另一端通过激振杆、粘贴在转接块上的控制传感器与安装板相连，而后调节升降平台高度，安装板与激振杆之间安装的控制传感器进行输出力学参数的监测，采用单点控制方式，计算机控制系统输出驱动信号，经零位调制后输出到信号放大器放大后输入到激振器，使台面产生振动，控制点的响应由控制传感器将力学参数反馈到计算控制系统进行比较和修正，使驱动信号在激振器上产生的力学参数响应符合实验要求。

其中，控制传感器可以为微振动传感器或力传感器，分别进行输出力及加速度值监测。

其中，安装板上表面具有安装接口，用于设置试验产品例如相机。

其中，六自由度工装为相机提供近似的自由状态，下端固定于试验基础上，试验产品设置于承载系统后，系统前3阶模态频率小于3Hz，前6阶模态频率小于5Hz。

其中，力学参数为加速度。