摘要：本文以空间超大幅宽低畸变红外变焦扫描成像系统为研究对象,分析给出地面畸变与成像系统瞬时视场角的关系,提出变速扫描成像并推导了扫描角速度公式。为解决匀速360°旋转扫描效率低和双向摆动扫描成像需安装扫描线矫正器所导致的系统复杂性高、可靠性低的缺点,设计了一种正弦加速度快速回扫的方法。对变速扫描以及正弦加速度快速回扫方法进行了仿真及实验,结果表明扫描控制系统慢速扫描与快速回扫之间状态切换稳定,扫描起止角度误差仅为1.44角秒,扫描速度稳定度为±0.5%,扫描成像过程时间误差为83μs,回扫时间误差为250μs,整个扫描周期时间偏差小于1倍像元积分时间(355μs),扫描效率达86%,在提高了扫描效率的同时减小对扫描机构的冲击与振动,满足成像要求。正弦加速度快速回扫方法对机载红外扫描成像系统快速回扫运动设计也具有一定指导意义。

摘要：帧转移CCD在先进高光谱遥感技术中具有非常重要的应用价值,而拖尾问题是其在高光谱成像等高帧频应用中存在的最大障碍之一。为了减小拖尾的影响,建立了驱动器、PCB传输线及CCD内部结构一体化的驱动信号传输模型,比传统模型能更准确地预测CCD内部和外部的驱动信号波形;仿真对比了各种典型参数对CCD驱动信号波形的影响,仿真与实测结果具有很好的一致性。根据仿真结果进行了高帧频帧转移CCD驱动电路的优化设计,实现了100 ns的行转移时间,在500 fps的帧频下获得了拖尾系数小于1%的驱动效果,为进一步提高CCD的工作帧频提供了保障。

摘要：为消除长波红外相机在轨扫描成像的地面畸变,研究了变焦扫描成像畸变消除系统控制技术。针对变焦扫描控制的多电机位置同步要求,提出一种高精度多电机位置同步算法。依据设计的变焦扫描成像控制原理,设定每个扫描时刻点变倍组电机和补偿组电机的同步位置。变焦控制系统实现与扫描控制系统的同步计时,根据当前位置和下一时刻的同步位置,每隔0.01s计算出电机的运行速度,实时对电机的速度进行控制。实验结果表明,变倍组和补偿组电机的位置同步偏差分别在±0.003mm、±0.002mm以内;沿轨方向地面分辨率的最大偏差不超过±0.047m。长波红外相机在连续变焦扫描控制过程中成像清晰,达到消除畸变的效果,满足变焦扫描成像的要求。

摘要：为保证电子学系统运行的可靠性,分析电路芯片间传输信号的时序和质量至关重要。基于一块航天应用的图像数据压缩电路,在电路设计、调试过程中引入信号完整性设计方法学,对电路关键网络乒乓缓存电路进行信号完整性分析。在layout前利用Hyperlynx软件对电路进行前仿真得出FPGA的管脚约束和布局布线约束,在layout后利用Ansys软件对电路进行后仿真观察布线后信号波形和时序,电路板实际加工后测量信号的波形与仿真结果一致,电路设计一次通过,大大缩短了电路的调试时间,对类似设计有一定的借鉴意义。

摘要：针对某空间高光谱相机电控箱内同时存在高功率器件和经筛选后温度鲁棒性较低的工业级芯片的情况,对电控箱进行合理的热设计。除了对箱体进行表面发黑、填充导热材料外,对电控箱内各个单板设计了"日"字型金属导热框架,在敏感芯片顶部增加了导热铜片。为验证散热设计方案的合理性,对电控箱基于Icepak软件进行了建模分析,仿真结果显示最高温度为75.6℃,小于85℃,散热方案满足指标要求。最后对电控箱进行热真空试验,试验结果与仿真结果一致,热控设计合理。

摘要：本文介绍了高分五号(GF-5)卫星上的主载荷之一—可见短波红外高光谱相机AHSI (the Advanced Hyperspectral Imager)的基本结构、成像原理、系统组成、关键技术和系统性能。该相机是国际上首个采用改进型Offner结构凸面光栅分光的星载高光谱相机,具有60 km的幅宽、30 m的空间分辨率和5/10 nm的光谱分辨率,同时获取地表地物在400—2500 nm范围内330个谱段的空间、辐射与光谱信息,具有突出的地物探测和识别能力。相比国际上经典的高光谱相机Hyperion,该相机幅宽提高8倍,谱段数增加近百个,信噪比提升近4倍;与德国、日本、意大利、印度等国际上当前发展的高光谱相机比较,该相机在幅宽和光谱通道数等方面具有明显优势,其综合性能处于国际领先水平。

摘要：调制传递函数(MTF)是检测相机成像质量最重要的指标之一。高分五号卫星装载的可见短波红外高光谱相机光谱分辨率高、内部光机组件精密、体积较大。为了检测运输过程、整星振动试验前后器件是否损坏或光机结构变形,验证装星后各分系统间的电磁干扰,除了研制交付总体前完成MTF测试,有必要进行装星后MTF测试,并与相机交付前测试结果比对。基于傅里叶变换理论,推导出矩形靶标与正弦靶标的传递关系;根据相机光机变形程度、热控效果、光路调试难度确定卫星停放位置、姿态,设计了测试工装,搭建了测试光路,完成了相机的MTF测试,并与在轨测试结果进行了比对。测试结果表明:测试光路合理可行,满足相机全视场MTF测试;可见短波红外高光谱相机的MTF值为0.44~0.50,符合研制指标要求,与在轨测试结果一致。