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光学卫星等比降地速的地影区主动推扫姿态规划

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宇航学报 2023年第11期44卷 1746-1756页

作者：童鑫钟兴曲友阳李文涛李冬瑞长光卫星技术股份有限公司长春130102

针对光学推扫卫星在地影区进行夜间推扫成像时,卫星相机成像区域地速过快导致传感器积分时间不足而难以获取高质量夜间影像的情况,设计了一种卫星等比降地速主动推扫的姿态规划方法。首先,根据卫星推扫成像任务的机动时间、成像起始时... 详细信息

针对光学推扫卫星在地影区进行夜间推扫成像时,卫星相机成像区域地速过快导致传感器积分时间不足而难以获取高质量夜间影像的情况,设计了一种卫星等比降地速主动推扫的姿态规划方法。首先,根据卫星推扫成像任务的机动时间、成像起始时刻与降速比例等参数计算出卫星等比降地速成像时的等效轨道初始位置;其次,根据卫星等效轨道初始位置与卫星侧摆角,通过轨道递推计算出卫星光轴实时指向的地面目标点坐标;然后,根据卫星实际的轨道位置与姿态解算出卫星指向地面目标点的实时期望姿态;最后,基于吉林一号高分04A卫星的参数对所设计方法进行数值仿真与在轨试验,结果表明了所提出的方法具有可行性与有效性。

关键词：光学卫星等比降地速主动推扫轨道递推地面目标点姿态规划

亚米级宽幅卫星边缘视场影像的DSM生成研究

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遥感信息 2024年第2期39卷 61-69页

作者：李文涛童鑫李冬瑞钟兴长光卫星技术股份有限公司长春130102

宽幅卫星影像常用于小侧摆角条件下拍摄制作大面积的正射影像成果,针对其具有大视场角的特点,提出了大视场角边缘视场结合小侧摆角构建立体像对制作DSM成果的方案。方案分析了宽幅卫星影像特点,选取边缘视场标准景分幅影像结合拍摄侧摆... 详细信息

宽幅卫星影像常用于小侧摆角条件下拍摄制作大面积的正射影像成果,针对其具有大视场角的特点,提出了大视场角边缘视场结合小侧摆角构建立体像对制作DSM成果的方案。方案分析了宽幅卫星影像特点,选取边缘视场标准景分幅影像结合拍摄侧摆角构建卫星立体像对,阐述了数据处理技术流程。通过“吉林一号”宽幅系列卫星影像进行了DSM成果制作实验,并开展了不同太阳高度角条件下拍摄获取的影像制作的DSM成果纹理质量对比实验。实验结果表明,该方案可实现基高比大于0.5的立体条件,并获取高精度DSM成果,精度可满足1∶10000比例尺的DSM制图要求。此外,对比实验表明,太阳高度角越大,DSM成果纹理越清晰。

关键词：视场角侧摆角立体像对 DSM成果宽幅卫星影像吉林一号

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TDI-CMOS焦面组件传热路径优化设计

航天返回与遥感 2024年第2期45卷 92-101页

作者：王建超柏添孔林姜峰张雷长光卫星技术股份有限公司长春130033

为解决TDI-CMOS传感器在轨温漂问题,利用相变储能装置对焦面组件传热路径进行优化设计,以更好的控制传感器芯片在轨成像期间的温升,进一步提高空间相机成像品质。首先根据轨道热流环境及焦面组件工作特性确定仿真及试验边界条件;接着利... 详细信息

为解决TDI-CMOS传感器在轨温漂问题,利用相变储能装置对焦面组件传热路径进行优化设计,以更好的控制传感器芯片在轨成像期间的温升,进一步提高空间相机成像品质。首先根据轨道热流环境及焦面组件工作特性确定仿真及试验边界条件;接着利用现有焦面组件结构进行建模仿真分析并开展热试验,得到优化前各部分温度结果;再根据现有结构进行热控优化设计,研究不同的传热路径对CMOS传感器温度的提升效果,确定出辅以相变储能装置的焦面组件热设计方案;最后开展焦面组件热光学试验,验证设计方案的正确性。试验结果表明,采用针脚散热方案与侧面散热相组合的强化传热方式能够满足CMOS传感器在工作期间5℃以内温升要求,且DN值变化小于0.2%,优化方案有效提高了成像品质。

关键词：焦面组件热控优化相变储能试验验证空间遥感相机

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新型中小口径反射镜消热刚性支撑结构设计

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 436-442页

作者：袁健张雷长光卫星技术股份有限公司吉林长春130033

为解决传统柔性支撑中小口径空间反射镜组件热稳定性与结构刚度间的矛盾,提出了一种新型刚性支撑结构,并为某高分辨率空间相机研制了通光口径Φ214 mm的高精度次镜组件。采用“镜体-锥套-支撑筒-刚性基板”组合,通过延长、优化热应力在... 详细信息

为解决传统柔性支撑中小口径空间反射镜组件热稳定性与结构刚度间的矛盾,提出了一种新型刚性支撑结构,并为某高分辨率空间相机研制了通光口径Φ214 mm的高精度次镜组件。采用“镜体-锥套-支撑筒-刚性基板”组合,通过延长、优化热应力在组件内部的传递路径实现了消热目的。刚性支撑次镜组件重2.6 kg、4℃均匀温升工况下面形变化均方根(RMS)仿真值为2.573 nm,装调重力工况下镜体倾角和位移分别为2.028″、0.566μm,与传统柔性支撑方案相比具有突出的优势。实测次镜的面形精度RMS为0.0181λ(λ=632.8 nm),在16℃及24℃时次镜面形变化量不超过0.0025λ;组件基频达到502.1 Hz,在快速高低温循环及大量级振动后次镜面形基本维持不变;装配容差测试中,次镜在0.02 mm不平度的作用下仅发生微弱变形。刚性支撑结构可以显著提升中小口径反射镜工作性能,在遥感器光机结构研制领域内具有广阔的应用前景。

关键词：空间光学反射镜刚性支撑消热面形精度稳定性

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微小卫星高分辨率相机CCD焦面组件热控制

航天返回与遥感 2023年第3期44卷 62-68页

作者：孔林姜峰王建超柏添长光卫星技术股份有限公司长春130033

为了保证微小卫星高分辨率遥感器相机的成像品质,需控制焦面组件的温度水平及温度稳定性,特别是焦面CCD光学探测器件的温度控制。首先提出以相变储能与超低刚度柔性导热索相结合的焦面组件精密热控方法,对相变储能装置与石墨柔性导热索... 详细信息

为了保证微小卫星高分辨率遥感器相机的成像品质,需控制焦面组件的温度水平及温度稳定性,特别是焦面CCD光学探测器件的温度控制。首先提出以相变储能与超低刚度柔性导热索相结合的焦面组件精密热控方法,对相变储能装置与石墨柔性导热索的设计及参数选取进行详细介绍;然后,建立焦面组件的热仿真模型并进行温度计算;最后,在真空环境下进行了热试验。计算与试验结果表明,焦面CCD器件长期温度为15~18.5℃,工作温升速率为0.33℃/min,具有良好的温度水平与温度稳定性;热控补偿功率≤4.8 W,约为焦面组件发热功率的1/10,可节省卫星能源消耗,验证了焦面组件热控制方法的正确性。

关键词：相变储能柔性导热索精密热控电荷耦合器件微小卫星空间遥感相机

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高分辨率相机大功率焦面热设计及验证

航天器环境工程 2023年第2期40卷 141-147页

作者：王殿君孔林张雷姜峰长光卫星技术股份有限公司长春130033

为保证高分辨率相机焦面的工作环境,尽量降低CCD组件工作时的温升,需对焦面进行热控设计。文章在分析某高分辨率相机焦面热控特点的基础上,根据其结构与安装位置,提出以柔性导热索与固定辐射板结合补偿加热控温的热控方案,并对散热路径... 详细信息

为保证高分辨率相机焦面的工作环境,尽量降低CCD组件工作时的温升,需对焦面进行热控设计。文章在分析某高分辨率相机焦面热控特点的基础上,根据其结构与安装位置,提出以柔性导热索与固定辐射板结合补偿加热控温的热控方案,并对散热路径进行了设计。利用热分析软件建立相机的热模型并进行仿真计算,结果表明:焦面连续工作600 s后,电箱壳体温度在15.0~24.1℃之间,CCD组件温升11.1℃;而采用增加相变热管的设计方案后,CCD组件的温升降低至7.2℃,满足热控指标要求。最后,对相机进行热平衡试验,结果显示,焦面连续工作600 s后,电箱壳体温度在15.1~22.6℃之间,CCD组件最高温升7.2℃,与热分析计算结果吻合较好,表明针对该高分辨率相机焦面的热设计正确、可行,为大功率焦面的热控设计提供了参考。

关键词：空间相机焦面热设计热模型仿真热平衡试验

大型光学遥感卫星高可靠高性能综合电子系统设计

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电子测量与仪器学报 2022年第8期36卷 178-186页

作者：孔令波陈茂胜郑惠中长光卫星技术股份有限公司长春130000

针对大型光学遥感卫星高可靠高性能和好用易用的需求,设计了一种具有高度容错能力的综合电子系统,详细介绍了系统的体系架构和信息流设计,深入探讨了卫星运行管理和系统容错机制等关键设计技术。介绍了所设计综合电子系统在某型号卫星... 详细信息

针对大型光学遥感卫星高可靠高性能和好用易用的需求,设计了一种具有高度容错能力的综合电子系统,详细介绍了系统的体系架构和信息流设计,深入探讨了卫星运行管理和系统容错机制等关键设计技术。介绍了所设计综合电子系统在某型号卫星上的在轨应用情况,该卫星充分采用了论文提出的多冗余备份架构、容错技术和运行管理技术,平均每天完成21次成像和11次数传,日均拍摄面积高达1 100 000 km~2,最长连续无故障运行时间超过6个月,充分验证了所设计综合电子系统具有在轨高效稳定运行的能力。

关键词：卫星综合电子星务管理容错机制

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基于深度学习的卫星影像立体匹配算法

测绘通报 2024年第1期 83-88页

作者：李冬瑞童鑫李文涛宋欣屿刘洁冰长光卫星技术股份有限公司吉林长春130102

卫星影像立体匹配是大规模地球表面重建的重要步骤之一,现有研究相对较少,且存在匹配效果不佳、模型泛化能力较差等问题。本文提出了一种基于深度学习的卫星影像立体匹配算法,算法流程包括数据集构建、立体匹配网络搭建、多级迁移学习... 详细信息

卫星影像立体匹配是大规模地球表面重建的重要步骤之一,现有研究相对较少,且存在匹配效果不佳、模型泛化能力较差等问题。本文提出了一种基于深度学习的卫星影像立体匹配算法,算法流程包括数据集构建、立体匹配网络搭建、多级迁移学习及后处理。首先将裁剪得到的核线影像对输入改进的注意力成本网络,完成特征提取、注意力成本构建、视差估计与视差优化;然后经多级迁移学习训练的网络,可适应不同数据源,预测得到视差图;最后对视差图进行自适应后处理,以消除错误匹配。使用吉林一号高分02、高分04系列卫星影像进行试验,获取的视差图精度优于1像素,表明使用本文算法可获取准确、清晰的视差估计,决定了后续高质量数字表面模型结果的生成。

关键词：卫星立体影像视差估计卷积神经网络注意力成本体迁移学习

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国产高分辨率卫星月球观测影像几何纠正方法

遥感技术与应用 2023年第4期38卷 827-834页

作者：贾益白杨钟兴邹波杨松长光卫星技术股份有限公司吉林长春130000

通过对地卫星连续进行月球观测已成为星载遥感仪器辐射定标和验证的一种新方法,而统一的几何信息对于利用月球观测数据进行辐射定标具有重要参考价值。对地卫星获取的月球影像,获取的拍摄时刻的位置与姿态是相对于地球的,要换算到相对... 详细信息

通过对地卫星连续进行月球观测已成为星载遥感仪器辐射定标和验证的一种新方法,而统一的几何信息对于利用月球观测数据进行辐射定标具有重要参考价值。对地卫星获取的月球影像,获取的拍摄时刻的位置与姿态是相对于地球的,要换算到相对于月球的位置姿态信息,由于卫星的翻转拍摄,会使各参数偏离地面的定标值,几何纠正精度不高。针对对地卫星获取的月球影像几何纠正困难的问题,以吉林一号光谱星为例,提出一种基于迭代匹配实现月球影像几何纠正的方法,通过迭代匹配提高影像的几何纠正精度,并考虑半月月球影像的处理。实验表明:该方法能够解决无法直接进行地理信息解算的对地卫星获取的月球观测影像的几何纠正,并且几何纠正精度较高。

关键词：吉林一号光谱星月球影像迭代匹配几何纠正