【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及空間光學(xué)遙感器反射或折射系統(tǒng)光機(jī)集成分析，具體涉及一種動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法。
技術(shù)介紹
1、隨著我國航天事業(yè)的持續(xù)發(fā)展和不斷進(jìn)步，航天光學(xué)相機(jī)正在朝著大口徑、大視場、高分辨、輕量化的趨勢發(fā)展。目前，航天光學(xué)相機(jī)的地面像元分辨率已經(jīng)邁入了亞米級行列，高精度與高質(zhì)量光學(xué)相機(jī)對平臺與光學(xué)系統(tǒng)在軌成像期間整體光軸指向穩(wěn)定性和成像質(zhì)量的要求越來越高。光學(xué)系統(tǒng)的焦距與口徑不斷增加，光機(jī)系統(tǒng)剛度受質(zhì)量限制提升空間有限，其對星上活動部件在軌正常工作所引起的微振動也越來越敏感。微振動會對航天光學(xué)相機(jī)的在軌成像質(zhì)量造成影響。尤其是大口徑、長焦距、反射式光學(xué)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)具有比剛度高而絕對剛度低的特點(diǎn)，導(dǎo)致光機(jī)結(jié)構(gòu)對力學(xué)與熱載荷的敏感性急劇上升。當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射入軌后，其平臺運(yùn)動部件等擾振源作用于星體結(jié)構(gòu)并傳遞至遙感器時，會導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)在慣性空間中發(fā)生微振動。無論采用何種成像方式(包括面陣凝視、線陣推掃等)，微振動都將造成光學(xué)系統(tǒng)光軸與內(nèi)部光學(xué)元件的擾動，導(dǎo)致系統(tǒng)傳函(modulationtransferfunction，mtf)下降，像質(zhì)退化，極大的制約了系統(tǒng)的成像質(zhì)量。
2、目前研究航天光學(xué)相機(jī)微振動的主要技術(shù)途徑是將相機(jī)以及整星結(jié)構(gòu)視為彈性體，進(jìn)而簡化為整星結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題。但在簡化過程中也存在一定的不足：將光學(xué)相機(jī)簡化為單一質(zhì)量點(diǎn)或剛性耦合的多質(zhì)量點(diǎn)，忽視了遙感器內(nèi)部光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)微振動對成像質(zhì)量的影響；沒有綜合考慮疊加全部光學(xué)元件鏡面彈性變形后，對全系統(tǒng)動態(tài)波前差(光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量)的影響，效率低且效果并不顯著。目前尚且
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種能夠解決空間光學(xué)遙感器微振動光機(jī)集成分析技術(shù)效率低、效果并不顯著以及無法綜合考慮疊加全部光學(xué)元件鏡面彈性變形對光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量影響的問題的動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法，包括以下步驟：
4、步驟一：利用有限元分析軟件對空間光學(xué)遙感器的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行有限元建模，施加微振動作為結(jié)構(gòu)有限元模型的輸入，獲取微振動作用下光學(xué)系統(tǒng)各個組件的結(jié)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)，并對結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行處理，得到關(guān)注光學(xué)表面的節(jié)點(diǎn)位移；
5、步驟二：基于步驟一得到的關(guān)注光學(xué)表面的節(jié)點(diǎn)位移，采用插值方法和最小二乘法重構(gòu)光滑光學(xué)表面；
6、步驟三：建立光機(jī)耦合光線追跡模型；
7、步驟四：基于所述光機(jī)耦合光線追跡模型對空間光學(xué)遙感器進(jìn)行動態(tài)光線追跡，得到空間光學(xué)遙感器的動態(tài)波前差。
8、本專利技術(shù)針對微振動對空間光學(xué)遙感器光學(xué)系統(tǒng)影響的多學(xué)科性，結(jié)合多種分析方法實(shí)現(xiàn)對空間光學(xué)遙感器的光學(xué)系統(tǒng)的動態(tài)分析，通過光機(jī)耦合實(shí)現(xiàn)光機(jī)系統(tǒng)集成化的分析，是一種十分有效的光機(jī)集成分析方法。
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1.一種動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法，其特征在于，所述光機(jī)耦合光線追跡模型執(zhí)行以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法，其特征在于，所述有限元分析軟件為Hypermesh軟件或者M(jìn)SC?Patran軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法，其特征在于，所述插值方法為三次樣條插值方法。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)光機(jī)耦合光線追跡方法，其特征在于，所述光機(jī)耦合光線追跡模型執(zhí)行以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李宗軒，馬斌，楊欣宇，李云峰，任書慧，張德福，禹江濤，李清雅，徐佳坤，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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