發(fā)布時間：2020-06-19 00:17

【摘要】：隨著探測精度的不斷提高,雜散光的抑制水平逐漸成為了制約空間光學(xué)系統(tǒng)探測性能的關(guān)鍵因素。對衛(wèi)星光學(xué)系統(tǒng)雜散光的來源、傳播方式進行建模仿真,同時進行效果評估,能夠為系統(tǒng)整體設(shè)計提供可靠的參考依據(jù),縮短研發(fā)周期。對此進行的分析研究可以為空間科研活動提供有效的指導(dǎo),已經(jīng)成為研制高精度空間光學(xué)系統(tǒng)的必要步驟。本文根據(jù)空間衛(wèi)星載荷研制任務(wù)的需求,完成了對晨昏衛(wèi)星光學(xué)載荷雜散光綜合影響的建模分析。首先,對載荷軸外強雜散光源造成的雜散光進行仿真建模。利用STK軟件對衛(wèi)星進行全年空間軌道建模,分析太陽和月亮輻射作為強雜光源時,輻射矢量相對于衛(wèi)星載荷光學(xué)系統(tǒng)光軸的入射角度全年變化規(guī)律。在FRED軟件中分析了雜散光經(jīng)衛(wèi)星載荷內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳遞后對像面探測器產(chǎn)生的影響,并用消光比衡量雜散光對探測器的干擾程度。經(jīng)綜合建模分析,軸外強雜光源在衛(wèi)星載荷工作期間,遮蔽系統(tǒng)能夠充分抑制軸外強雜光源對系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響,消光比達到10E-9以下。隨后,針對由于大氣輻射及地面散射所產(chǎn)生的光學(xué)載荷視場內(nèi)的雜散光進行分析評估�；�于MODTRAN軟件的大氣參數(shù)數(shù)據(jù)庫,完成了衛(wèi)星載荷所接收到的地氣光輻亮度的建模計算。根據(jù)星載載荷的對地觀測任務(wù)需求提出了改進信噪比模型。用該模型評價大氣散射雜散光對衛(wèi)星載荷成像質(zhì)量的影響。完成了在不同的太陽天頂角和能見距離下的信噪比分析,分析結(jié)果表明,相對于不考慮大氣影響的傳統(tǒng)信噪比模型,二者的信噪比在波長較短的可見光波段差異較大達到105以上。對衛(wèi)星載荷在不同太陽天頂角和能見距離下的信噪比計算結(jié)果顯示衛(wèi)星載荷的信噪比與太陽天頂角呈負相關(guān),信噪比平均值由197(太陽天頂角0°)下降到113(太陽天頂角60°)。與此相反,衛(wèi)星載荷的信噪比與能見距離呈正相關(guān),信噪比平均值由43(能見距離5Km)增加至116(能見距離23Km)。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V447.1;O43
【圖文】：

圖 1.1 TIRS 望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生雜散光位置斯特理工學(xué)院的兩位熱成像專家 Matthew Montanaro 和 雜散光問題。他們通過對每個 TIRS 探測器的反向光線軌。TIRS 含有 1920 個探測器，為了計算每個探測器中的射數(shù)據(jù)與已知正確的大氣頂輻射值進行了比較，測量出測器輻射測量值中的貢獻量。Montanaro 和 Gerace 提出算每個 TIRS 探測器的雜散光信號。在進行校正后，測量到 1K，雜散光問題得到解決[13]。 年發(fā)射的 James Webb 望遠鏡的光學(xué)系統(tǒng)屬于空間可展直徑達到了 6.5 米，由 18 片六邊形子鏡構(gòu)成，每片子鏡形子鏡都配備了一套執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)能夠精確地調(diào)整曲率，以保障望遠鏡具有強大的觀測能力。 Goddard Space Flight Center 中心前，科研人員對 James雜散光建模和測試。其中光學(xué)模型使用 CODE V 和 ZEM FRED 軟件建立的。在 FRED 光學(xué)工程軟件包中，從各

圖 1.2 James Webb 望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)體而言，國外在雜散光軟件的開發(fā)利用，雜光抑制結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制備上于領(lǐng)先的地位。國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外相比，我國對雜散光的研究起始時間相對滯后。20 世紀 70 年代，以及研究所才開始對雜散光相關(guān)問題進行分析研究。十年代，航空工業(yè)部 613 所的史云飛從光學(xué)儀器加工技術(shù)方面對雜散光論分析。結(jié)合雜散光的能量傳輸理論，提出了抑制雜散光的幾種有效方試驗證明了這些方法都具有良好的雜散光抑制效果[18]。十年代，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的龔加明等人使用 Monte-Carlo 算法自行研制軟件 HITSL，并且使用該軟件對某一紅外波段空間光學(xué)系統(tǒng)的雜散光進[19]。入 21 世紀后，隨著國內(nèi)雜散光分析軟件例如 TracePro、LightTools 和 F及，研究者對雜散光的認知水平達到了新的高度，大量關(guān)于雜散光的研

【參考文獻】

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本文編號：2720035