本文關鍵詞：寬幅相機一體化焦面二維調(diào)整機構(gòu)設計與精度分析　出處：《中國科學院長春光學精密機械與物理研究所》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 寬幅相機 一體化 調(diào)焦 調(diào)偏流 精度分析 蒙特卡洛法

【摘要】：隨著現(xiàn)代衛(wèi)星遙感技術的快速發(fā)展,遙感圖像在軍事國防、國土資源、災難救援、農(nóng)業(yè)發(fā)展、城市規(guī)劃等諸多領域發(fā)揮著巨大作用,締造了良好的經(jīng)濟效益,有著十分廣闊的應用市場。隨著人們對圖像質(zhì)量的要求越來越高,如何取得清晰的圖像是空間相機研制過程中面臨的一大問題。雖然在光學系統(tǒng)設計過程中,焦面與像面完全重合,成像絕對清晰,但是現(xiàn)實中由于種種因素的存在,這種理想的系統(tǒng)幾乎是不存在的。一方面,相機在運載、發(fā)射及在軌運行過程中,由于受到振動、沖擊、溫度變化、氣壓改變等環(huán)境因素的影響,相機成像系統(tǒng)的中的光學元件的折射率、相對位置、面形發(fā)生了變化,機械零件也產(chǎn)生不同程度的變形、應力釋放等,最終導致光學焦平面位置發(fā)生變化,偏離理論成像位置,即產(chǎn)生離焦。另一方面,受地球自轉(zhuǎn)、衛(wèi)星姿態(tài)、軌道參數(shù)等因素的影響,空間相機工作時,衛(wèi)星運動方向和相機成像方向之間存在一個夾角,即偏流角[1]。離焦和偏流角會導致圖像不清晰,甚至無法成像的現(xiàn)象,嚴重影響成像質(zhì)量。因此,為了獲取清晰的遙感圖像就必須對離焦和偏流角進行補償,調(diào)焦和調(diào)偏流技術就成了空間相機研制過程中至關重要的環(huán)節(jié)。本文從影響圖像質(zhì)量的因素入手,分析了離焦和偏流角的產(chǎn)生機理,并借鑒國內(nèi)外常用的調(diào)焦和調(diào)偏流方案研究的經(jīng)驗,結(jié)合相機光學系統(tǒng)特點,提出了一套適用于某型號空間寬幅相機的一體化焦面二維調(diào)整機構(gòu),同時運用蒙特卡洛法對執(zhí)行機構(gòu)的精度進行仿真。在設計完成后,對執(zhí)行機構(gòu)的力學樣機進行了振動試驗和試驗檢測,試驗結(jié)果表明執(zhí)行機構(gòu)的誤差分配可行,精度設計合理,能滿足空間成像要求。論文主要內(nèi)容包括:1.本文整理了造成相機成像質(zhì)量降低的主要因素,目前國內(nèi)外常用的補償方案等。基于對所研究的空間寬幅相機成像要求及光學系統(tǒng)的分析,確定了焦面調(diào)整的整體方案。2.介紹了一體化焦面二維調(diào)整機構(gòu)調(diào)焦和調(diào)偏流單元的驅(qū)動方案,調(diào)整范圍的確定、材料選擇、電機和編碼器的選取、潤滑方式的選用等過程。3.分析機構(gòu)的誤差來源,建立調(diào)焦和調(diào)偏流單元的誤差傳遞模型,之后基于蒙特卡洛法的基本思想,運用matlab編程求解,得到精度設計的各個參數(shù)值。4.對執(zhí)行機構(gòu)的力熱樣機進行振動試驗,實驗前后機構(gòu)的定位精度、焦面全程晃動量、空回誤差等進行檢測,對比實驗結(jié)果,驗證機構(gòu)的穩(wěn)定,設計精度等。實驗結(jié)果表明:振動試驗前后,執(zhí)行機構(gòu)的控制精度變化不大,均滿足調(diào)焦單元控制精度小于0.01mm,調(diào)偏流單元控制精度小于10"的設計要求,焦面晃動量均小于10",機構(gòu)的穩(wěn)定性和自鎖性良好,誤差分配合理。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP751

【參考文獻】

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