便携式双目地球模拟技术

针对风云二号卫星上的自旋扫描地球敏感器进行整机实验的需求,提出了一种新型便携式双目地球模拟器。介绍了模拟器的系统组成、总体结构和工作原理,着重对关键技术进行了论述,分别叙述了地球弦宽和辐射亮度的计算过程;热地球和光学调制器的设计过程。测试结果表明:温度控制精度达到0.10℃,调制频率控制精度达到0.1 Hz,采用模拟器对敏感器进行了仿真实验,其输出信号与在外太空的工作状态波形基本吻合。     

红外地球敏感器电磁兼容性测试用地球模拟器的研究

红外地球敏感器地面标定试验的精度高低,将直接影响到卫星在轨道上的工作精度.地球模拟器是卫星姿态测量控制关键部件红外地球敏感器的一项重要地面模拟试验与精度标定设备.详细介绍了摆动扫描式红外地球敏感器整机电磁兼容性试验专用性能测试用的地球模拟器的组成和总体结构,针对用于同步和较低的轨道卫星地面测试,研究的地球模拟器针对卫星二个轨道高度35 786 km和21 500 km,采用可更换地球光阑的方案,能够提供两种地球张角(17.46°和26.54°),实现了地面上模拟卫星在太空中所看到的地球.该问题的研究对提高摆动扫描式红外地球敏感器卫星地面性能测试水平具有重要意义.     

红外地球敏感器整机EMC试验测试设备

在不同的型号任务中,对摆动扫描式红外地球敏感器在电磁干扰的环境中所达到的抗干扰能力需要进行考核。详细介绍了便携式摆动扫描式红外地球敏感器整机EMC 试验专用性能测试设备的总体结构及主要部分结构设计,该设备能考核地球敏感器的整机性能指标,给出红外辐射信号,全面考核产品的光、机、电性能。所设计的地球模拟器针对卫星35 786 km 和21 500 km 两个轨道高度,采用可更换地球光阑的方案,提供17.46和26.54两种地球张角,所研究的测试设备实现了在地面上模拟卫星在太空中所看到的地球,供星上红外地敏在地面上测试性能使用。     

高轨紫外地球模拟器光学系统的设计与仿真

设计了一种空心发光椭球形紫外地球模拟器光学系统,其中,球体的一半被紫外光源照亮,另一半球不被照亮。通过控制紫外LED灯组合成多个LED组元和灯阵实现工作谱段范围内球表面发光亮度在0.2~l.2 W/(sr·m2)可调,发光表面亮度不均匀性优于20%,使用该系统模拟不同太阳亮度时"地相"的几何特征、辐射特性。介绍了地球模拟器的组成和工作原理,利用光学分析软件Lighttools对地球模拟器的辐射亮度不均匀性进行了仿真分析,并利用有限元分析软件Ansys对高轨紫外地球模拟器光机结构在0℃~45℃的变形进行具体分析。结果表明,球体表面亮度不均匀性为9.5%,辐亮度的最大平均值为1.42 W/(sr·m2),且光机结构的温度变形量很微小,满足设计要求。     

基于遥感反演的地球红外背景建模

模拟地球红外辐射背景的前提是要获取可靠的全球表面温度。利用卫星遥感数据可以反演得到较精确的地表温度。反演算法采用了应用广泛的分裂窗算法,并将反演结果绘制成了全球表面温度分布图。同时,建立了完整的地球红外辐射亮度模型,考虑不同地域、纬度和季节模式下的大气辐射亮度和大气衰减。通过遥感反演技术与红外辐射建模技术的结合,最终完成了任意波段全球红外辐射背景亮度的计算与图像生成。结果表明:模拟的地球红外辐射图像效果精细,真实反映了地球背景的红外辐射特征,在空间目标的热环境分析,以及空间红外探测与隐身技术的研究等方面具有重要的应用价值。     

红外波段地球辐射特性的试验研究

地球辐射的范围包括可见光、近红外、中红外、热红外多个波段,不仅与地物的辐射和反射有关,更涉及到太阳辐射、大气传输等多方面,因此各个领域分别从不同的应用角度对其展开了广泛研究.本文首先分析了地球辐射的特点及国内外研究现状,说明了研究地球辐射特性的重要性;然后以截取的某试验数据作为研究对象,主要对近红外波段和中红外波段的地球辐射测量数据进行了研究和分析;通过Modtran仿真软件进行理论计算并与测量数据进行了对比;最后总结了此次观测试验研究的意义以及提出了下一步的计划.     

地球红外辐射背景成像方法研究

为模拟生成地球红外辐射背景图像, 研究其成像方法。首先将地球表面划分为若干地表区域,考虑大气传输特性、地表类型、地表经纬度及地表海拔高度等因素影响, 根据地表类型, 建立地球表面区域温度模型和红外辐射亮度模型, 然后运用数值计算方法得到地球表面温度和红外辐射亮度分布。根据红外探测器视角与视点,利用OpenGL 实现了红外探测器在太空中对地球背景红外辐射亮度的三维图像显示。结果表明, 模拟生成的地球红外背景图像效果逼真, 可用于红外目标识别和仿真应用。     

地球红外辐射背景成像方法研究

为模拟生成地球红外辐射背景图像,研究其成像方法。首先将地球表面划分为若干地表区域,考虑大气传输特性、地表类型、地袁经纬度及地袁海拔高度等因素影响,根据地袁类型,建立地球袁面区域温度模型和红外辐射亮度模型．然后运用数值计算方法得到地球表面温度和红外辐射亮度分布。根据红外探测器视角与视点．利用OpenGL实现了红外探测器在太空中对地球背景红外辐射亮度的三维图像显示。结果表明,模拟生成的地球红外背景图像效果逼真,可用于红外目标识别和仿真应用。     

目标表面地球辐射和地球反照的均匀模拟法

对地球面元的方位角和天顶角进行了均匀采样,并将面元位置矢量由球坐标系转化到了地心赤道坐标系中.通过数值积分,计算出了地球反照和地球红外辐射对目标的辐射角系数.计算结果表明,该方法不仅在计算效率和计算精度方面都明显优于随机模拟方法,而且与辐射换热角系数手册数据十分吻合,非常适用于目标热流的计算.     

卫星仿真测试用太阳模拟器和地球模拟器设计

讨论了卫星姿态仿真用太阳模拟器的设计要求,详细叙述了太阳模拟器光学系统的结构及主要设计部分的设计内容、方法、过程和关键技术.针对高轨道和低轨道两种情况,介绍了地球模拟器的研制方案.     

红外焦平面静态地平仪地面检测方法研究

本文针对红外焦平面静态地平仪的探测原理,就该地平仪的探测目标(地球及空间背景)在几何空间、辐射光谱及能量等物理层面的模拟方法进行了详细讨论,并在此基础上提出了设计带有大视场准直光学系统的地球模拟器和精密转台的地面测试方案.     

点目标成像红外遥感器探测信噪比测试研究

针对遥感器真空低温测试需求，设计并搭建了一套能够在低温真空环境中稳定工作的红外目标背景模拟器，模拟器主要由冷光阑、真空低温面源黑体、三维电移台三部分组成，冷光阑模拟探测背景，冷光阑上分布微孔用于模拟探测点目标。通过有效控制目标模拟器与背景模拟器间的隔热、控温以及背景模拟器与待测遥感器之间的隔热，实现稳定测试。另外，将仿真优化与实践经验相结合，通过仿真计算去除模拟器冷光阑板厚度、目标相位、平行光管等的影响，有效降低系统测量不确定度。文中的仿真分析方法和验证情况对于红外遥感器点目标探测信噪比检测试验具有参考意义。     

空间地球辐射探测技术研究进展

地球辐射收支对于研究天气气候及其相互关系具有重要作用。对国内外空间地球辐射探测技术的近代发展及现 状进行了分析和研究,并结合地球辐射收支工程项目,论述了静止轨道地球辐射收支探测的特点。     

空间目标瞬态温度特性研究

红外辐射特性是对空间目标检测跟踪的重要指标,卫星工具包(STK)的重要模块之一STK／Space Environment为用户评价空间飞行器在太空中受到的影响提供了方便。利用此分析模块,计算了空间目标(卫星)在不同轨道下的瞬态温度变化,分析了空间目标进入地球阴影后温度的变化特性。     

红外预警卫星探测波段地球背景辐射仿真研究

针对红外预警卫星探测波段遥感数据难以获取的问题,研究了基于地表温度反演的红外预警卫星探测波段地球背景辐射仿真方法。采用了通用型单通道算法对FY-3/MERSI数据集进行地表温度反演,得到了全球地表温度分布图。在此基础上,构建了地表红外辐射模型,充分考虑了海拔、大气模式、地表类型等因素对地表辐射的影响,利用MATLAB与MODTRAN进行联合编程完成每个像元对应的地表辐射计算,实现了红外预警卫星探测波段地球背景辐射场景的图像生成。仿真结果表明:仿真图像分辨率高,能够准确反映红外预警卫星探测波段的地球背景辐射特性,可为研究红外预警卫星作战效能评估和目标识别技术提供场景数据支撑。     

凝视型地球辐射探测仪的辐射标定技术研究

凝视型地球辐射探测仪是我国的新型空间应用遥感仪器,仪器具有全波探测通道和短波探测通道,采用腔体探测器,对地凝视观测,视场覆盖地表边缘,用于从空间的低轨道卫星平台测量地球辐射出射总量,提供地球辐射收支信息.作为定量化应用的遥感仪器,对仪器提出了高精度的定标需求,本文结合仪器的设计特点,提出了使用辐射标准传递方法,先用黑体标定凝视型地球辐射探测仪全波腔体探测通道,继而用全波通道标定积分球,再用标定好的积分球对凝视型地球辐射探测仪短波探测通道进行标定的办法,提高了短波探测通道的辐射标定精度.     

一种基于介质加载的地球覆盖波束天线设计

地球覆盖波束天线为低轨卫星与地面终端之间的数据传输建立了通道,文中研究了一种新型的介质 加载地球覆盖波束天线。基于介质加载的方法,文中提出了一种圆极化地球覆盖波束天线设计,该天线由馈电网 络、馈源和介质三部分组成,介质包括底部圆柱部分和顶部半球部分,馈源集成于介质内部。设计的地球覆盖波束 天线工作在C 波段,轴向0°~64°范围内增益在0 dBic 以上,40°方向增益为5. 2 dBic。天线尺寸紧凑,辐射波束具有 较好的空间截止特性,可满足立方星应用。