1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室，安徽 合肥 230031
2 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
3 中国科学技术大学研究生院科学岛分院，安徽 合肥 230026
卫星遥感能够获取全球范围的大气环境参数，主要包括主动和被动两类探测技术。星载激光雷达作为典型的主动光学遥感载荷可以用于探测全球大气气溶胶、云、大气风场和温室气体等，并可以反演垂直廓线信息。本文概述了星载激光雷达探测技术的发展历程，较为全面地总结了星载激光雷达载荷轨道及技术参数，并与被动光学遥感载荷进行了比较，探讨了主被动星载大气探测载荷各自的优劣势和未来发展趋势。通过对比分析，为未来不同应用场景的大气探测载荷选择提供参考，有助于更好地利用卫星数据反演全球大气参数。
星载激光雷达 主被动遥感 光学载荷 大气环境参数 大气探测 光学学报
2023, 43(18): 1899902
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031
2 上海卫星工程研究所,上海 200240
ECRS分析法是取消、合并、重排和简化英文首字母的简称,该方法在工业工程中有着重要而广泛的应用。针对航天发射场光学载荷测试的特点, 在继承前期发射任务的基础和确保可靠性安全性的前提下,分析了测试流程之间的关系,使用ECRS进行流程优化工作,缩短了测试时间,增强了 测试发射能力。最后对发射场测试流程优化工作做了展望。
ECRS分析法 光学载荷 发射场测试流程 ECRS analytical method optical payload test procedure on space launch site 大气与环境光学学报
2019, 14(2): 123
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 长光卫星技术有限公司, 吉林 长春 130033
为了降低光学小卫星相机次镜上的随机响应, 提出了一种蜂窝夹层板结构的优化设计方法, 对小卫星光学载荷的蜂窝安装板进行结构参数的优化设计。首先, 以整星一阶频率不低于40 Hz为优化目标, 对蜂窝芯子密度进行优化, 根据三明治夹心理论, 推导计算了蜂窝芯子等效力学参数。然后, 以次镜的随机响应为优化目标, 对蜂窝夹层板的碳纤维面板进行铺层优化设计, 得到最优铺层顺序为[0/45/90/-45]S, 总厚度为0.8 mm。根据以上计算得出蜂窝芯子及碳纤面板等效参数, 对整星进行分析。最后, 开展了整星振动试验, 测量了整星模态和响应, 对试验数据进行采集。结果表明: 整星模态为42.2 Hz, 次镜最大随机响应为11.1g, 均在合理范围之内, 满足了组件力学要求。
光学载荷 蜂窝夹层板 三明治夹心理论 碳纤维面板 铺层优化 随机响应 optical payload honeycomb sandwich plate sandwich theory carbon fiber panel optimum design of laminate random response 红外与激光工程
2017, 46(12): 1218004
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所空间机器人系统创新研究室, 吉林 长春 130033
设计了一种用于大型光学载荷次镜在轨位姿精密调整的Hexapod型平台机构, 并对其进行构型参数优化以及各支撑杆和上下铰点误差限的最优分配。建立了Hexapod平台机构运动学模型和静柔度模型, 分析了主要结构参数对机构性能的影响。按照次镜精调机构性能要求, 提出了定位精度指标和抗变形指标, 建立了以构型参数为变量的优化目标函数, 并利用遗传算法对两个单目标函数进行优化。利用加权分配法构造统一约束目标函数, 利用遗传算法对其进行多目标优化。然后, 建立非线性最优误差分配模型, 对各支撑杆和上下铰点进行误差分配。最后, 通过对原理样机性能指标的测试验证了上述研究方法的效果。研究结果表明: 优化前后动平台定位精度提高了8.3%, 抗变形能力提高了62.5%, 铰点误差限由2.7 μm提高到6.3 μm, 支撑杆误差限由1.3 μm提高到3.2 μm。另外, 实验测得Z轴相对定位精度为0.6%, 静刚度达到41.14 N/μm。本研究提高了次镜精调机构的定位精度和静载抗变形能力, 有助于缩短设计、加工周期, 节约设计、加工成本。
空间相机 光学载荷 次镜精调机构 定位精度 抗变形 多目标优化 误差分配 space camera optical payload secondary mirror adjusting mechanism positioning accuracy anti-deformation multi-objective optimization error distribution
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院空间应用工程与技术中心,北京 100094
空间光学载荷在飞行任务期间受复杂热环境的影响,部分关键部件如光学镜体及其内部支撑结构由于温度变化带来的热变形会对载荷整体性能产生重要影响。精确模拟空间外热流作用下的载荷飞行和关键部件在给定温度场下的结构变形,可为其热设计、结构设计提供科学依据和有效支撑。以某空间光学载荷为例,基于Sinda/Fluint和Patran仿真分析软件,通过仿真流程开发,提出了基于同一有限元网格的机热联合仿真方法。经过与现有方法的比较,前者能够实现温度场参数在软件间的无误差传递,能较为准确地得出预示温度下全场热变形结果,保证了空间光学载荷的热变形仿真精度,提高了计算效率。
空间光学载荷 热变形 接口开发 联合仿真 space optical payload thermal deformation interface development combined with simulation
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
设计了一种基于Stewart构型的隔振系统用于空间光学载荷的在轨隔振并研究了Stewart构型的特点。首先, 使用牛顿-欧拉公式建立了隔振系统的理论模型, 根据该模型计算得到了隔振系统刚度、阻尼矩阵及各阶固有频率与主模态的数学解析式。然后, 以缩小隔振系统前六阶固有频率的分布范围为目标, 利用寻优方法优化了隔振系统的几何结构参数, 得到了用于六维被动隔振的最佳构型。最后, 分别使用有限元单元法及解析方法对隔振系统进行了模态分析, 得到隔振系统前六阶固有频率, 其理论分析值与有限单元法计算结果的最大误差为1.51%。为了论证所设计的隔振系统的有效性, 对隔振系统及光学载荷的耦合模型进行了复频响应分析, 得到3个平动及3个转动方向的复频响应曲线, 结果表明隔振系统能够将各个方向上高于10 Hz的振动衰减90%以上, 满足隔振要求。
空间光学载荷 Stewart平台 隔振系统 模态分析 复频响应 space optical payload Stewart platform vibration isolation system modal analysis complex frequency response
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了抑制空间光学载荷的振动,针对大口径、高分辨的光学遥感器设计了一种隔振器, 并研究了隔振器的主要结构参数和布置方式。首先, 使用有限单元法分析了隔振器主要参数与刚度特性之间的关系。然后, 利用BP网络预测隔振器的三向刚度, 搜寻了符合条件的隔振器的结构参数。结合光学载荷的一般结构形式, 提出一种对称辐射式布置方式, 建立了相应的理论模型, 并进行了仿真研究。最后, 设计、加工出了一套隔振系统原理样机, 并对其静态性能及隔振性能进行了测试实验。实验结果显示: 隔振系统的基频在5.31 Hz左右; 对高于25Hz的振动, 衰减可以达到20 dB以上; 仿真和实验结果之差在8%以内。得到的结果表明, 设计的隔振器可以有效降低空间飞行器传递给光学载荷的振动。
光学遥感器 光学载荷 振动控制 隔振器 BP网络 减振效果 optical remote sensor optical payload vibration control vibration isolator BP network vibration attenuation effect 光学 精密工程
2014, 22(12): 3294
·简要介绍了无人机优势及应用范围，对目前世界上主要固定翼无人机及无人直升机的光电载荷进行了研究分析，在此基础上，对新型无人飞行器概念平台进行介绍。最后总结了无人机光电载荷发展趋势，即随着无人机平台技术及光电载荷技术的迅速发展，长航时、良好隐身性、多用途、具备主动光电干扰能力、高智能将是无人机光电载荷的发展趋势。
无人机 光电载荷 unmanned aerial vehicle (UAV) electro-optical payload
