FY-3/中分辨率光谱成像仪星上黑体的在轨太阳污染模拟与抑制

对风云三号(FY-3)中分辨率光谱成像仪(MERSI)的黑体进行了在轨太阳污染模拟,以掌握在轨太阳污染对面源黑体的影响,同时研究了抑制太阳污染的措施。模拟了FY-3卫星轨道及全轨道周期内太阳光的入射角,使用Tracepro软件建立了太阳污染模拟的模型,利用太阳光入射与MERSI的相对位置对太阳污染进行仿真,分析了污染随光谱成像仪扫描镜旋转和卫星飞行位置的变化。最后,根据分析结果设计了太阳污染抑制措施,并对抑制效果进行了仿真验证。结果表明:在扫描镜附近区域设置遮光板,有效地抑制了太阳光的污染,使辐射量级小于0.1 W,整个太阳污染功率下降了97%以上,对黑体有良好的保护效果。另外,提出的方法提高了面源黑体温度的均匀性和稳定性,保证了红外通道星上定标精度。     

大视场离轴三反光学系统设计

针对地球环境遥感的大视场和宽 光谱的应用需求,在同轴三反光学系统的基础上,通过 视场离轴实现了无中心遮拦,并设计了一种焦 距为120 mm、F数为3.5、工作波长为0.4~1.65 μm、像元尺 寸为7.5 μm以及采用Cook三片式结构的光学系统。在没有使用自由曲 面的情况下,实现了30°×4°的大视场。其中,主镜为六 次双曲面,次镜为二次扁椭圆面,三镜为四次扁椭圆 面。在全视场范围内,该系统在奈奎斯特频率处的调制传递 函数(Modulation Transfer Function, MTF)大于0.6,接 近衍射极限。其弥散斑直径的均方根值小于探测器的像元尺 寸,畸变小于2.5%,说明本文系统具有优良的成像性能。     

红外光学系统内部热辐射引起的杂散辐射分析

利用LightTools杂散光分析软件，建立一个空间光学系统光学机械结构模型。计算这个系统内部各机械表面辐射能量到达像面的辐射能量的大小，判断出关键表面；通过比较在四种不同的发射率情况下，像面接收到各个表面杂散辐射量的变化规律，得到有用的分析结果来对这个系统提出了初步的措施抑制，并且可以指导其他类似系统的分析和设计。     

一种光学载荷在轨杂散光效应全链路自动仿真方法

针对极轨气象卫星FY-3C载荷可见光扫描辐射计（VIRR）在轨红外定标时存在温度反演不一致的现象展开分析，提出了一种全链路自动化仿真分析方法，将仪器结构与卫星轨道参数和卫星平台环境相结合，通过对光机模型的高精度光线追迹来得到杂散光影响的定量化结果。仿真模拟了在轨红外定标和太阳光入射两种情况，确定了太阳杂散光的入射路径，解释了温度反演不一致的原因。将仿真结果与卫星在轨数据进行比对，验证了仿真方法的有效性。该方法可用于同类型载荷的在轨杂散光分析仿真工作，同时也为历史数据的再定标修正提供参考。