[发明专利]一种大口径全谱段高光谱载荷高稳定性探测系统

说明书

本发明提供了一种大口径全谱段高光谱载荷高稳定性探测系统，解决现有光学系统结构形式难以满足严苛的轻量化、高稳定性、高精度的要求，以及不能实现全谱段光学器件支撑的问题。该探测系统包括主支撑结构、前置望远镜系统、三镜组镜系统及全谱段高光谱仪系统，主支撑结构包括采用SiC材料制成的基板，前置望远镜系统设置在基板的正面，三镜组系统设置在基板的反面，用于反射次前置望远镜系统输出的光束，并将光束折转为两路，分别进入全谱段高光谱仪系统，全谱段高光谱仪系统用于获取地面目标的全色、可见近红外谱段、短波红外谱段、中波红外谱段、长波红外谱段的空间信息图像和全色/光谱影像图，能够实现全波段共6个光学载荷的同支撑设计。

技术领域

本专利涉及空间光学摇感领域，具体涉及一种大口径全谱段高光谱载荷高稳定性探测系统。

背景技术

随着航天技术的不断进步，空间卫星平台搭载的有效载荷复杂度越来越高，近地轨道卫星、对地观测卫星、数据中继卫星等卫星平台层出不穷。随着对深空探测的不断深入，空间光学遥感已成功应用于深空探测、对地观测及空间科学研究等众多领域，发展方向主要是高分辨率、轻量化、高稳定性等方面。

随着对空间光学遥感分辨率要求的提高，光学系统的口径越来越大，光学分辨率越来越高，探测精度也越来越高。高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率成为实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志。

为实现载荷高刚度、高稳定性以及高轻量化的设计，对大口径光学系统的结构设计要求也是越来越高，结构设计方法和设计理念亟待需要突破性的提高。

大口径光学系统由于结构尺寸较大，在力热环境变化情况下，结构的变形将比较明显，会对光学元件的面形精度产生影响，因此大口径光学的结构稳定性支撑设计技术将必须重点研究和解决。

对于大口径光学遥感设备，主支撑构件作为系统的骨架结构，必须保证光学系统的高稳定性和高可靠性。遥感设备主支撑结构主要有薄壁筒式、盒式、框架式、桁架式等形式。

薄壁筒式主支撑结构具有刚度高、整体结构稳定性好、方便检测和装调、且利于温度控制和杂散光的抑制等特点，一般用于对结构稳定性要求很高，而对重量控制较为宽松的支撑结构中，其缺点是重量较大，减重率较低，不适用于轻量化、高精度、高稳定的遥感相机。

盒式主支撑结构的刚度和强度高、整体稳定性好，主要用于多反离轴类复杂光学系统相机中。高强度的盒式结构重量较大，随着空间相机轻量化程度的提高，盒式结构逐渐被更轻量的结构所取代。

框架式主支撑结构的刚度十分优异，空间稳定性好，轻量化程度较低，适用于中小型离轴系统的主支撑结构，但不适用于轻量化程度高的遥感相机。

桁架式支撑结构的特点是比刚度高、装配灵活、形式简单，具有很强的可设计性，普遍适用于大中型、单反和多反、同轴以及离轴空间相机中，但不适用于轻量化、高精度、高稳定的遥感相机。

随着对遥感相机严苛的轻量化、高精度、高稳定性要求，上述主支撑结构由于存在或多或少的缺点，难以满足实际需要，另外现有主支撑结构至多只能搭载两个波段的光学仪器，不能实现全谱段光学器件的支撑。

发明内容

本发明的目的是克服现有光学系统结构形式难以满足严苛的轻量化、高稳定性、高精度的要求，以及不能实现全谱段光学器件支撑的问题，而提供一种大口径全谱段高光谱载荷高稳定性探测系统。