摘要：为满足实验室条件下长时间、高精度的热流密度测量要求,基于电替代测量原理研制了一种新型辐射热流计,该型辐射热流计可通过自校准的方式溯源至国际单位制单位。本文简述了辐射热流计的系统构成,结合辐射热流计的测量原理,分析并计算了辐射热流计自校准过程中9项影响量的测量不确定度和合成标准不确定度。通过与中国计量科学院所标定的标准探测器比对,计算了辐射热流计的不确定度,最后根据实验数据及分析结果为该型热流计的优化设计提供了参考。实验结果表明:辐射热流计的相对标准不确定度优于0.26%,与标准探测器的归一化偏差为0.60,验证了不确定度评估结果。实验结果将为辐射热流计下一阶段的研制提供有效参考。

摘要：为提高成像光谱仪的工作波长范围,提出了基于双波段焦平面探测器（FPAs）的双衍射级次全共路Offner成像光谱仪结构。该结构中凸面光栅的一级衍射光和二级衍射光完全重叠共路传输,并可由焦平面处的双波段红外焦平面探测器IR FPAs实现级次的自然分离和同时探测。分析了该结构的工作原理和设计方法,基于几何光线追迹法仿真了谱线弯曲和色畸变特性,基于Huygens点扩散函数（PSF）仿真了光谱响应函数（SRF）并导出了光谱带宽。实验显示：双衍射级次共路Offner成像光谱仪的工作波段为3~6μm（二级衍射）和6~12μm（一级衍射）,谱线弯曲和色畸变均小于0.5个像元宽度,光谱带宽分别为13.2~14.3nm（二级衍射）和28.3~33.3nm（一级衍射）,两个工作波段内的衍射效率均大于或等于20%。整个系统结构简单紧凑、光谱范围宽,满足对地物或深空目标的中等分辨率的中远红外光谱探测需求。

摘要：为了避免太阳敏感器(DSS)指向故障导致星载太阳辐射监测仪(SIM)功能失效,为风云三号(FY-3(03))卫星的太阳辐射监测仪(SIM)设计了备份跟踪方式程控太阳跟踪并分析了其跟踪精度。利用星上儒略日时间和卫星轨道瞬根,基于类基准地表辐射网(BSRN)算法推导了轨道坐标系太阳矢量、俯仰角和偏航角。将计算结果与卫星给定指向数据进行了比较。结果表明:太阳矢量三轴偏差均小于0.1°,俯仰角平均偏差为0.024 6°,偏航角平均偏差为-0.080 4°。对利用程序计算的多轨道指向数据进行了太阳模拟跟踪控制实验,结果表明:SIM俯仰跟踪控制精度优于0.1°,偏航跟踪控制精度优于0.05°。为保证在轨跟踪精度,试验了俯仰零点角和偏航零点角,其分别为80.46°和-36.96°。最终分析结果表明,俯仰程控跟踪不确定度为±0.318°,偏航程控跟踪不确定度为±0.316°,满足SIM太阳跟踪精度±0.5°的要求。设计的太阳程控跟踪降低了SIM对光学指向器件的依赖,提高了在轨太阳跟踪的可靠性。

摘要：为了基于测温电阻实现空间低温辐射计的腔温测量,研究了系统的电子学测量精度和测量稳定度。结合实际电子学需求,进行方案设计和器件选型,提出了一种新型的基于超低噪基准源LTZ1000ACH,四线制柱状锗电阻GR1400-AA和24位模数转换器LTC2400的对偶相消式精密电压测量系统。对于整个链路信噪比进行了逐级理论计算和分析,并通过电路仿真软件TINA-TI对系统幅频特性和温度响应特性进行了仿真分析,最后在77K液氮环境下对该系统进行了测温精度和长期稳定性测试。实验结果表明:锗电阻实际采样电压值在100μV内波动,长期测量稳定度达到1×10-5;在77K液氮环境下,系统测温精度达到4mK,长期稳定性达到1×10-5。得到的结果基本满足空间低温辐射计电子学部分的设计指标要求。

摘要：Offner成像光谱仪在大色散需求下成像质量不足并且易发生光线遮挡，为此设计了一种基于罗兰圆条件的非共面Offner结构光谱仪。分析并推导出了一种非共面Offner结构成像光谱仪的消除像散及彗差同时解决光线遮挡的设计方法。使用该方法设计出光谱范围为350-1000nm，色散宽度为12．6mm的成像光谱仪。在奈奎斯特频率（30lp／mm）下其调制传递函数在全视场、全光谱范围优于0．78，点列图均方根半径优于4μm，同时，系统的谱线弯曲及谱带弯曲均小于1％像元尺寸。最后，将非共面Offrier结构成像光谱仪与传统Offner结构进行对比，结果表明，在高光谱分辨率需求下，当人射狭缝较小时，非共面Offner结构光谱仪具有更好的成像质量，并且在谱线弯曲及谱带弯曲的控制上具有优势，可用于小体积高光谱分辨率成像光谱仪器设计。

摘要：针对实验方法获取光谱响应函数存在时效性差和过程复杂的特点,提出了一种基于惠更斯点扩散函数仿真光谱响应函数及光谱分辨率的方法,该方法综合考虑衍射及像差信息,在光学设计阶段即可获得任意标称波长处的精细光谱响应函数及光谱分辨率.对自行设计的工作范围为1 000nm^2 500nm的光栅光谱仪进行单波长及全谱段光谱响应函数仿真,并以几何光线追迹法作为对比.结果表明,基于惠更斯点扩散函数仿真的光谱响应函数带宽始终大于后者获得的带宽,在全波段范围内二者偏差介于2%~5%,且前者变化会同时受衍射及像差影响.两种方法对数坐标表示的光谱响应函数比较表明,相对强度在10-2~10-5时,衍射效应明显,而低于10-5时仿真结果中衍射的影响可以忽略.该方法对分辨率为10nm的光谱仪仿真过程中产生不确定度为0.25nm.

摘要：太阳辐射监测仪作为某卫星的有效载荷,在太阳同步轨道运行过程中,通过其二维跟踪系统对太阳辐照度进行跟踪测量,在研制阶段的模拟在轨跟踪实验中,需要二维太阳模拟器为其提供光源来模拟在轨运行时的太阳运行轨迹,验证二维跟踪系统的跟踪性能;系统下位机基于单片机控制步进电机驱动二维机构带动光源在轨运动,通过FPGA扩展接口读取二维编码器对模拟光源角度信息的反馈;上位机基于VC编程,控制在轨太阳角度输出并切换太阳模拟器工作模式;本系统结构简单,智能闭环控制,角度精确反馈,输出太阳光线的俯仰角度和偏航角度与Matlab计算理论值偏差在±0.15°以内,在太阳辐射监测仪的二维跟踪系统地面性能测试中,运行稳定可靠。

摘要：为实现地面模拟在轨飞行环境试验中星载仪器遥测信号的实时采集与显示,设计了一种以单片机为数据处理器、FPGA为采集控制器的多处理器外部遥测模拟系统,实时采集和处理多路遥测信号,并通过串口传输至上位机,由上位机通过VC界面显示遥测信号曲线,达到实时监测仪器工作状态的目的;实验表明,遥测信号中电压信号与正常工作值的偏差在0.3V以内,温度信号波动范围小于0.1℃,系统运行稳定可靠,满足仪器外部遥测系统的任务要求;整个系统各模块功能明确,易于扩展成复杂系统,高效地实现更多的功能。

摘要：本文通过数值模拟分析了某竖井开挖对既有铁路路基边坡稳定性的影响,数值分析结果表明,竖井施工对铁路路基边坡稳定性及路基沉降影响不大,边坡支护采取的措施是有效的,支护结构参数选择是合理的,边坡在竖井施工过程中是安全的。

摘要：针对多模制导中长焦距红外光学系统结构紧凑及宽温度范围热稳定性的要求，设计了一种中波红外折反光学系统。该系统根据其它模式制导的要求，采用固定焦距和口径的主镜，通过二次成像，在保持长焦距的同时减小了透镜的口径，降低了到达中继成像系统主光线的高度，同时也降低了制造成本。设计了波长为3．7—4．8μm、焦距．厂为300mim、F数为2的中波红外成像系统。结果表明，该系统结构紧凑像质优良，各视场光学传递函数均大于0．6，接近衍射极限，并且在-50～70℃可实现光学被动消热差。针对该光学系统进行了公差分析并提出了抑制杂散辐射的方法，该系统满足实际加工和应用需求。