摘要：针对遥感卫星地面微振动实验的复杂要求,设计了一种同时具备微振动模拟与主被动隔振功能的一体化微振动实验平台,并对该平台的主、被动隔振性能以及微振动模拟效果分别进行了仿真分析和实验测试。其中,被动隔振由气浮支撑实现,主动隔振采用主动阻尼方法抑制共振峰,微振动模拟采用基于线性系统频响函数的控制策略。实验结果表明,平台前六阶的模态频率分布均小于10 Hz,被动隔振系统能大幅抑制10~200 Hz频段内的地面微振动;主动隔振能够实现14 dB的隔振系统共振峰衰减效果。微振动模拟功能能够有效产生接近星上的单频和多频真实扰动线谱,在特定频谱的扰动模拟实验中,幅值最大误差为5.9%,在误差允许范围内。该多功能一体化实验平台的各项功能均能满足地面模拟实验需求。

摘要：现今主流遥感图像目标检测算法依赖于深度学习技术的发展。在模型训练时,对训练集数据进行增广处理是增强模型泛化能力的重要方法。当前遥感图像目标检测算法的图像增广方法主要沿用通用的目标检测增广方法,亟需发展针对遥感目标特点的增广方法。本文提出基于遥感图像的相似目标替换增广方法,设计了相似目标替换的增广流程,即通过建立样本库、划分相似类、查询相似样本及替换样本预处理等步骤对数据集中的目标进行相似目标分类。首先,建立所有训练集样本的样本库,统计样本类别信息;其次,对训练集中的目标类别划分相似类;然后,针对数据集中样本数量不均衡的问题,设计了少数样本补偿机制,通过控制采样样本的概率平衡样本数据的训练比例;最后,设计了替换样本预处理机制,针对不同目标类别的特点,使用适宜的变换方法作为样本预处理方法。在DOTA数据集上的实验表明,使用相似目标替换增广算法的DCL检测算法检测结果的mAP值相较于baseline提高了1.34,模型对相似类别的预测准确率上升,对样本数量较少类别的目标检测能力得到提高。

摘要：从控制的角度综述了多功能、高质量成像需求下,超稳定、超精确、超敏捷高分辨率光学遥感卫星精密敏捷控制的关键技术和研究进展。以卫星成像与姿态控制系统性能的关系为基础,从姿态机动能力与多功能成像、姿态确定精度与成像质量和姿态控制精度与成像质量三个方面论述了精密敏捷控制技术对光学遥感卫星成像的重要性。在此基础上,结合光学遥感卫星姿态控制系统的组成及原理,分析了影响姿态控制精度和姿态机动能力的主要因素,对高精度姿态确定、精密姿态控制和敏捷姿态控制三个关键技术方向进行了讨论和总结。最后,综合当前技术的发展趋势,围绕一体化成像控制的设计思想展望了精密敏捷控制技术未来的发展趋势,为实现高分辨率光学遥感卫星多功能、高质量成像控制提供了理论依据和工程参考。

摘要：在航天器热控技术领域,常采用红外加热笼模拟各表面的到达外热流,但随着模拟表面特征尺寸的逐渐变小,需要重新评估该模拟方法的合理性和准确性。本文基于某微型空间相机,以对外热流最为敏感的散热面为研究对象,开展红外加热笼仿真分析与优化设计的研究。采用有限元法建立红外加热笼-黑片热流计的系统仿真模型,分析了传统红外加热笼控制方法对模拟表面总到达能量和热流密度均匀性的影响。基于上述结果,通过适当扩大加热笼尺寸和调整热流计粘贴位置,提高模拟表面的热流密度均匀性,保证总到达能量满足保守设计原则。对比分析得出,优化设计前后散热面热流密度的统计方差由102.0下降至27.0、均匀性提升效果显著。本文研究内容也可为其他空间微小表面外热流的准确模拟提供参考、借鉴。

摘要：伪装目标分割的任务是使用像素级分割掩码将与背景高度相似的目标进行准确分类和定位,与传统的目标分割任务相比更具挑战性。针对目标与周围环境高度相似、边界模糊、对比度低等问题,构建了一种基于边缘增强和特征融合的伪装目标分割方法。首先,设计了一组边缘提取模块,能够更准确地分割有效的边缘先验。之后,引入了多尺度特征增强模块和跨层级特征聚合模块,分别挖掘层内与层间的多尺度上下文信息。提出了一种简单的层间注意力模块,利用相邻层级间的差异有效滤除融合后存在的干扰信息。最后,通过将各级特征图与边缘先验逐级结合的方式,获得准确的预测结果。实验结果表明,在4个伪装目标基准数据集上,该模型的表现都优于其他算法。其中加权F值提升了2.4%,平均绝对误差减少了7.2%,在RTX 2080Ti硬件环境下分割速度达到了44.2 FPS。与现有方法相比,该算法能够更准确地分割伪装目标。

摘要：为了有效扩大惯性空间观测的幅宽范围和成像信噪比,提出了一种基于星等与光学多参量的映射函数的卫星与载荷姿频协同补偿的TDI相机长弧段星源主动扫描设计方法。首先,基于黑体辐射能量密度公式,构造TDI光学参量与极限探测星等之间的映射函数;然后,采用齐次坐标变换和欧拉轴最优路径规划方法,建立惯性空间卫星恒速机动和载荷动态实时补偿的长弧段星源扫描成像模型,完成动态星源无拖尾高信噪比成像。最后,基于平行实验理论,搭建由TDI相机和动态星源模拟器组成的实验系统,并完成了扫描成像实验和误差分析。实验结果表明,本体坐标系相对惯性坐标系的欧拉角速率为8.5(°)/s时,积分级数为96,TDI相机行频为1 kHz,成像时长10 s,TDI相机成像过程中星图成像信噪比最大值为7.325,扫描区域立体角为5.4232 rad。惯性空间TDI相机长弧段星源主动扫描可实现对星源高信噪比成像,并大幅拓展了成像观测范围。

摘要：为了实现差分吸收激光雷达对臭氧浓度和气溶胶的同时探测,对常见的三通道分光光谱仪进行改进优化。确定光谱仪初始结构后,使用光栅方程对四通道的摆放位置进行计算分析。使用球面镜和全息光栅,通过添加距离约束,将四个光谱通道控制在合理的机械结构范围内,最终设计了一款四通道分光、低F数的光谱仪系统。该系统使用圆阵列转线列光纤,提高了接收系统对大气回波信号的接收强度,实现了对266,289,316,532 nm回波信号强度的精确探测。设计结果表明,光谱仪系统可连接0.12数值孔径的线列光纤,在266,289,316 nm光谱分辨力优于0.5 nm,在532 nm处光谱分辨力优于1 nm,满足激光雷达探测光谱分辨率的要求。分析了光谱仪出射狭缝的曲率半径和圆心位置。该设计可实现激光雷达对气溶胶和臭氧的同时探测,简化了系统结构。

摘要：针对星载太阳光谱仪近红外波段信号微弱、易受外部环境干扰等特点,设计了一种基于InGaAs红外单元探测器的锁相放大光电探测系统。分析了探测系统的噪声特性,发现抑制前置放大器的电路噪声对于降低系统噪声至关重要。优化了前置放大器PCB布局布线,采用保护环+保护层+过孔防护等设计,加强了输入光电流信号保护与屏蔽。利用卤钨灯模拟在轨情况下的太阳光谱强度,进行了地面试验。结果表明,探测电路对入射光强度的响应线性度可达99.95%;测试波段各波长信噪比较上一代太阳光谱仪均有显著提升。

摘要：微型头戴式荧光显微镜可以对自由移动活体动物大脑中的神经活动进行实时成像,是近些年兴起的脑科学研究新仪器。然而,目前大多数微型荧光显微镜为了做到更小巧、更轻便,视场都比较小,这使得可用于观测的神经细胞数量受限,虽然有大视场系统的报道,但重量都比较大,对动物的自由行为会产生一定的影响。为了提高微型荧光显微镜成像性能,同时降低其重量,光学系统采用超轻、超薄、成像质量高的超构透镜。本文首先推导了双曲相位超构透镜的像差公式,并以此为指导,完成了一款视场为4 mm×4 mm、NA为0.14的微型荧光显微镜设计,实现了7种初级像差的校正。装配完成的样机重量仅为4.11 g,全视场范围内分辨率为7.8μm,对自由移动小鼠大脑中的神经活动进行成像观测能够达到单细胞分辨率。

摘要：针对某在轨组装望远镜CMOS组件与其他模块间存在复杂热耦合,且外热流变化剧烈,导致CMOS组件热设计难以确定最优参数的问题,本文提出了一种基于平均影响值(mean impact value,MIV)算法并结合传统回归分析Pearson和Spearman算法相互对比验证的混合灵敏度分析方法,开展CMOS组件热设计参数灵敏度分析,得到关键参数并完成热设计优化。相较传统遍历选取热设计参数方法,热设计参数数量由原始10个减少为2个重要及5个次要参数,参数选取更具有目的性,提升了热设计效率。仿真分析结果表明,CMOS轨道周期内温度波动1.6℃~25.4℃,热设计满足工作温度,验证了基于混合灵敏度分析方法的热设计可行性。