[发明专利]星载干涉式光谱仪的微振动影响测试方法

说明书

本发明涉及光谱仪性能测试技术领域内的一种星载干涉式光谱仪的微振动影响测试方法，包括以下步骤：S1，模拟在轨工况并建立测试状态；S2，光谱仪加电测试，记录无振动激励下的光谱仪动镜速度数据与干涉图T1；S3，通过微振动平台施加定向的振动激励给光谱仪，并实时监测测点的振动响应以及光谱仪的动镜速度数据，获取频率敏感点；S4，对频率敏感点进行定频振动激励，记录该激励下的干涉图T2；S5，分别计算干涉图T1和干涉图T2的光谱，通过分析气体典型吸收峰对应的位置和幅度，比较振动前后的光谱稳定度；S6，改变振动激励方向，重复步骤S3至步骤S5。本发明解决了以往仅通过仿真分析影响情况无法验证的问题，方法合理、操作可行、灵活性强。

技术领域

本发明涉及一种光谱仪性能测试方法，特别是涉及一种星载干涉式光谱仪的微振动影响测试方法。

背景技术

由于干涉式光谱仪具有光谱分辨率高、光谱带宽宽、信噪比高等诸多优点，故而常被应用于精细光谱探测。星载干涉式光谱仪可以对地球大气中的各种气体成分进行精细光谱探测，从而可应用于反演温度、湿度、痕量气体等。

干涉式光谱仪核心为双光束干涉仪，利用动镜平动或角镜摆动的方式实现光程差随时间变化，获取干涉图，作为高精度测量仪器，干涉式光谱仪对细微的光程差变化都极为敏感，而微小的振动即有可能引起光程差的变化。卫星在轨运行期间，由于星上载荷驱动机构、飞轮、陀螺等速度各异的运动部件会引起卫星小幅度地颤振。若振动传递到干涉仪组件，会影响干涉仪动镜速度的平稳性，进而影响光谱仪性能。为了保障星载干涉式光谱仪的稳定工作，需要对其受振动影响情况进行实测评估，文献[1](邵春沅，顾明剑，FTIR光谱动镜速度和采样抖动的噪声分析[J]，激光与红外，2016)给出了动镜速度和采样抖动对光谱稳定性影响的理论分析和仿真分析，未评估微振动的影响，文献[2](范东栋，白绍竣，微振动与星载傅里叶变换光谱仪的影响分析[J]，航天返回与遥感，2013)给出了理论分析振动对光谱信号的影响，未发现公开发表的实测评估方法，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种星载干涉式光谱仪的微振动影响测试方法。

根据本发明提供的一种星载干涉式光谱仪的微振动影响测试方法，包括以下步骤：

S1，模拟在轨工况并建立测试状态；

S2，光谱仪加电测试，记录无振动激励下的光谱仪动镜速度数据与干涉图T1；

S3，通过微振动平台施加定向的振动激励给光谱仪，并实时监测测点的振动响应以及光谱仪的动镜速度数据，获取频率敏感点，所述频率敏感点即对振动激励振动响应幅度较大的频率位置；

S4，对频率敏感点进行定频振动激励，记录该激励下的干涉图T2；

S5，分别计算干涉图T1和干涉图T2的光谱，通过分析气体典型吸收峰对应的位置和幅度，比较振动前后的光谱稳定度；

S6，改变振动激励方向，重复步骤S3至步骤S5。

一些实施方式中，所述步骤S1中建立测试状态为：将干涉式光谱仪通过隔振装置安装于微振动平台，连接光谱仪地检设备、振动测点及监测设备，将光源、吸收气体池以及准直镜置于光学平台上。

一些实施方式中，所述步骤S1中模拟在轨工况是指通过弹力绳、隔振装置与微振动平台配合分别模拟在轨隔振装置未解锁及解锁的状态，并调节光源、吸收气体池及光谱仪使光路准直。

一些实施方式中，所述光源为黑体或积分球。

一些实施方式中，所述步骤S2中，所述干涉图T1为M幅，其中M≥30。

一些实施方式中，所述步骤S3中，施加给光谱仪定向的振动激励的方式为扫频方式。

一些实施方式中，所述步骤S4中，所述干涉图T2为M幅，其中M≥30。