面阵CCD及线阵CCD不能胜任海洋目标观测的要求,选用具有高信噪比高灵敏度的时间延迟积分CCD(Time delay integration CCD, TDI-CCD)作为 探测器并实现其驱动电路。在图像采集过程中,TDI-CCD探测器使用两个读取端口输出。 该探测器驱动电路产 生TDI-CCD和A/D的驱动时序。CCD的模拟输出信号被A/D采样,转换成可被计算机识别 的数字信号。采用FPGA作为主控芯片,产生驱动时序,接收被A/D转换过的数字信号, 并发送图像至计算机。利用相关双采样(Correlated double sampling, CDS)技术滤除TDI-CCD模 拟输出信号的相关噪声,提高信号的信噪比。现场可编程门阵列(Field programmable gate array, FPGA)代码在ISE14.7下进行仿真,实验表明,研制的TDI-CCD驱动电路能够产生CCD要求的驱动时序。

同时全偏振成像仪是一种基于大口径离轴三反系统的高空间分辨率偏振遥感器,它采用棱镜分振幅的同时偏振测量方法。由于仪器偏振器件多,特性复杂,导致仪器的测量矩阵偏离理想值。为保证仪器的偏振测量精度,需要进行有效的偏振定标。提出了一种利用标准线偏振光源与圆偏振光源对一种分振幅型同时偏振成像仪进行定标的方法。线偏振定标源定标仪器测量矩阵的前三列,利用最小二乘拟合傅里叶系数获得定标系数;圆偏振定标源定标仪器测量矩阵的第4列,采用将光源旋转90°测量两次求平均的方法消除光源圆偏振态的非理想性。最后通过实验验证了同时全偏振成像仪的偏振测量精度,结果表明:定标后偏振测量精度优于1%(P≤0.3)。

探测器是航天有效载荷中完成光电转换的核心部件, 且一旦发射升空, 几乎不可能对其进行维护、修理和更换。采用经过筛选的无寿命数据的商业红外探测器存在风险, 热电制冷器(TEC)的使用寿命是探测器组件寿命的薄弱环节, 其可靠性对探测器的正常使用具有重要影响。因此, 对红外探测器组件的寿命试验研究至关重要。首先分析了某航天载荷红外探测器的工作模式及TEC的失效机理, 制定了恒定应力结合定数截尾的加速寿命试验方案降低时间成本; 然后, 从硬件和软件的两个部分详细地阐述了红外探测器寿命试验系统的搭建, 并展示了设备实物图和红外探测器温度循环效果图; 最后, 运行寿命试验系统, 试验时间累积约170 d, 红外探测器温度循环累积约30 000次。试验结果指出: 两种型号星载红外探测器经过寿命试验后G12180相对光谱响应率最大变化1.45%, G12183相对光谱响应率最大变化444%, G12180组件热电制冷器制冷驱动电流最大增加了4.30%, G12183组件热电制冷器制冷驱动电流最大增加了750%, 探测器组件的使用寿命和性能变化满足航天载荷需求。