北京空间机电研究所先进光学遥感技术北京市重点实验室, 北京 100094
时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)及多光谱线阵探测器是航天遥感相机常用的成像器件。为了获得高质量的航天遥感图像,要求TDICCD的电荷转移速度与像移速度相等、方向相同。航天遥感相机在轨推扫成像时,畸变会导致像移方向与积分方向不匹配。为了减小电荷转移方向和像移方向之间的失配误差,将探测器拼接成一条弧线以补偿畸变引起的像移。首先建立了时间延迟积分(TDI)方向和像移方向失配的数学模型,分别给出了枕形畸变和桶形畸变弧形拼接的方向。其次,推导了像移方向与TDI方向夹角的计算公式,建立目标函数计算每片探测器的弧形拼接角度。最后,进行了弧形拼接在轨实验,结果表明,相比拼接前,弧形拼接后边缘视场的配准精度由4 pixel提升到1 pixel。
焦平面 弧形拼接 畸变 像移速度矢量 奇异值分解 光学学报
2020, 40(20): 2008001
随着遥感技术的发展，新型相机对变方位反射镜提出了口径更大，精度更高的需要。针对1 000 mm×700 mm大口径变方位反射镜提出了一种新式背部高稳定支撑设计，相对于常规变方位反射镜设计，具有体积包络小、重量轻、适应性广的特点。反射镜采用ULE材料，蜂窝夹层的轻量化结构形式，通过背部三点关节球铰卸载了反射镜的装配应力和在轨热变形应力，达到反射镜的无应力静定支撑。通过重力卸载结构的设计和卸载力的优化，解决了光学反射镜地面测试结果天地一致性问题。仿真分析表明地面重力环境下，在90°反射镜面型测试方位时，面型为0.006λ(λ=632.8 nm)；在75°整机成像方位Ⅰ测试时，面型为0.005λ；在45°整机成像方位Ⅱ测试时，反射镜面型为0.011λ。反射镜组件的一阶频率达到83.2 Hz，具有较高的刚度，能够满足发射时力学环境要求。这种大口径变方位反射镜组件设计能够满足新型遥感相机的需求，也可为同类反射镜的设计提供参考。
变方位反射镜 大口径 柔性支撑 重力卸载 variable-direction mirror large-aperture flexible support gravity unloading 红外与激光工程
2020, 49(7): 20200008
北京空间机电研究所成像技术研究室, 北京 100094
采用多片探测器拼接是实现长线阵焦平面的通用方法。反射式光学拼接是焦平面常见的拼接方式之一。对于光学拼接,拼接反射镜几何参数设计不合理会导致定焦平面出现漏缝、杂光、遮挡光路等成像缺陷。反射镜参数计算是光学拼接焦平面设计的核心内容之一。详细介绍了光学拼接焦平面拼接反射镜的参数计算。根据几何光学建立光学拼接成像模型,分别对奇数片探测器和偶数片探测器的拼接反射镜的几何参数进行公式推导,主要包括拼接反射镜的位置、长度、宽度、角度等几何参数的数学表达式。最后将算法公式应用于工程实例,对像方远心和非远心两种典型的光学系统的拼接反射镜参数进行计算,并对两种光学系统拼接反射镜的特点进行了分析。
几何光学 焦平面 拼接反射镜 光学拼接 探测器 光学学报
2020, 40(13): 1308001
