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空间光学遥感器集成分析设计

空间光学遥感器(空间相机)是对地观测卫星的主要有效载荷,是具有较高分辨率的大型光学仪器。卫星的轨道寿命与任务性质决定了遥感器必须在严酷的空间环境下具有可靠的光学性能,其中最重要的是具有较高的热稳定性,即良好的抵抗空间热载荷能力。相机受空间外热流和内部热源影响,在真空环境下导热方式一般为辐射与热传导。卫星各舱体和太阳能电池帆板的遮挡、太阳光的交替照射和地球反照、阴影的周期性影响,使相机光机结构中必然产生一定的温度变化,并且可能产生较大的温度梯度。对于精密成像光学系统,其中的温度梯度将造成热光学误差,使通过光学系统的光波面畸变,最终影响成像质量,降低相机的分辨率。所以,必须进行详细严谨的热光学(光机热集成)分析,以便改进相机的设计,提高相机热光学性能。

空间光学遥感器主要由光、机、电、热(包括制冷)四大部分组成。在这四个任务设计之前,要进行总体设计。总体设计是遥感器的顶层设计,是实现最终目标的纲领,是按照用户要求的技术指标,确定遥感器的优选方案,确定各个部分的误差、重量、功耗、资源分配等。总体系统化设计,是利用多学科的协调与渗透,达到方案的优化设计。光、机、电、热每个专业系统设计,在技术方面都要涉及到力、热、声、光、电、概率、仿生、分子物理、固体物理、计算机、数据压缩、信号处理、材料、空间辐射、真空技术等十几项专业技术,各个专业技术之间都相互关联、互相补充。不论那一项有缺陷,都会最终影响到图像质量。

总之,空间遥感器设计是一个非常复杂的系统工程,健壮、高效的集成设计平台是保障产品研制速度和产品技术水平的基础。当前,空间遥感器热光学综合分析和集成设计已经成为空间技术先进国家的重要研究课题。许多重要航天任务的遥感器有效载荷都进行了综合分析设计。随着全球一体化进程的发展,空间技术产品和服务国际市场必将面临激烈的竞争。技术的先进性和快速反应能力是取得竞争优势的基础。所以,从国际技术和市场竞争方面考虑,建立自己的集成分析设计平台有着迫切的需求。××所的发展历史在技术层面上表现为雄厚的研制技术积累。这是其宝贵财富,也是其进一步发展的技术资源。因此需要对这些技术资源进行整理、并纳入集成设计系统进行管理,以保障研制技术的继承性。

××所在应用了集成分析设计工具之后,利用先进的计算机软硬件和网络技术来进行产品的综合设计、优化,并对产品研制过程和信息实现集成、管理和控制,在多学科专业数据库的支持下,实现了空间光学遥感器设计全过程的虚拟、闭环、多学科综合集成分析设计。缩短空间光学遥感器的研制周期、降低了成本、提高了可靠性,从而提高了航天遥感器一体化设计水平,满足了市场和用户需求,更好的为国防和国民经济建设服务。

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