[发明专利]基于微振动干扰的光学载荷成像性能测量方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于微振动干扰的光学载荷成像性能测量方法及系统，包括：将光学载荷通过转接工装固定在专用的微振动激励台上；将光路生成系统安装在高度可调节平台上；完成光路生成系统的调试，使其产生的光线可以垂直射入光学载荷内；完成光学载荷的自检，测量在无微振动干扰输入情况下，光学载荷的成像性能；通过微振动激励台给光学载荷提供微振动干扰，获取不同微振动干扰下光学载荷的成像性能。本发明适用范围更广，在轨环境模拟程度高，能准确地获取光学载荷在星上微振动干扰环境下的成像性能，为光学载荷的优化设计和评价选用提供有效依据。

技术领域

本发明涉及光学载荷成像技术领域，具体地，涉及一种基于微振动干扰的光学载荷成像性能测量方法及系统。

背景技术

在资源、遥感和气象等领域的高精度遥感卫星，经常由于诱发微振动力学环境导致有效载荷的指向精度和姿态稳定度发生偏差，使其观测分辨率等重要性能指标大大降低。分辨率等性能指标要求越高，对微振动诱发星体的微振动幅值(微振动窗口、微振动均方值等)的限制越严格，并与频谱分布密切相关，因此，在高精度卫星设计中必须考虑微振动的影响。

就像刘晨在《国内首台地球同步轨道高分辨凝视相机精细化管理》中提到的，对于高分辨率的光学载荷来说，在成像过程中的任何一个小的环节都会对成像质量造成影响，如相机光学系统自身的稳定性、光学系统的传递函数MTF、大气抖动、卫星姿态稳定度以及卫星平台的微振动环境等等。其中介绍的传统的光学载荷成像性能的测量方法都是在静态条件下开展的，虽然可以得到较高的分辨率，但是其测试环境与真实的在轨环境并不一致。卫星在轨运行阶段，由于卫星平台的微振动会导致光学载荷的成像质量下降，难以得到高分辨率的地面图像。因此，需要发明一种测量方法，能准确地获取光学载荷在在轨微振动干扰环境下的成像性能。

专利文献CN105659888B(申请号：201218003470.5)公开了一种基于全柔性卫星模型的控制闭环微振动建模与分析方法，考虑控制系统对结构响应的反馈作用，可为光学载荷成像质量评估提供微振动结构传递特性和时/频响应分析手段，属于建模与分析技术领域。计算整星有限元结构模型的模态振型和模态频率；建立包含控制律和硬件特性的姿态控制系统模型；建立整星结构与姿态控制系统的闭环模型；分析微振动输入到评价节点输出通道的结构传递特性、微振动时/频响应、以及响应数据的统计分析，用于光学载荷成像质量的评估。

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基于微振动干扰的光学载荷成像性能测量方法及系统。

根据本发明提供的基于微振动干扰的光学载荷成像性能测量方法，包括：

步骤S1，将光学载荷通过转接工装固定在微振动激励台上；

步骤S2，在光学载荷安装脚附近粘贴4个微振动传感器，对微振动激励台进行控制；

步骤S3，将光路生成系统安装在高度可调节平台上；

步骤S4，调节平台的高度和光路生成系统中反射镜的方向，使光路生成系统所产生的光线通过平行光管和反射镜垂直射入光学载荷内；

步骤S5，对光学载荷进行自检，确定光学载荷的各项性能符合预设指标；

步骤S6，在没有微振动干扰输入情况下，获取光学载荷的成像性能；

步骤S7，将4个微振动传感器通过电缆连接到微振动激励台控制器上；

步骤S8，设置微振动控制器的控制方式为4点平均控制，使用4点响应的平均值作为控制的反馈输入曲线；

步骤S9，设置需输出微振动干扰信号的相关参数，包括响应量级和响应频率；

步骤S10，微振动激励台输出预设微振动干扰信号，光学载荷在该环境下工作成像，获取其成像性能；