高速多通道CCD信号并行处理系统

为解决目前很多高速CCD（Charge Coupled Device）应用系统数据输出路数多,数据率高的问题,提出一种并行处理高速多通道CCD信号的系统架构,阐述了该系统的架构组成和实现方案,并对设计要点进行了分析。该系统采用FPGA（Filed Programmble Gate Array）,时分复用,LVDS（Low Voltage Differential Signal）和SCSI（Small Computer System Interface）存储等技术。研究结果表明,该设计具有较好的稳定性,灵活性和通用性等,并已成功应用于某8通道高速TDICCD（Time Delay Integration Charge Couple Device）成像系统的设计中,数据率高达1.28 Gbit/s。     

PCI设备电源管理驱动程序开发

为使PCI设备具有电源管理功能,需要操作系统和驱动程序的配合来控制设备的电源状态。通过研究Win-dows操作系统下系统和设备的电源策略,提出WDM驱动程序中处理系统电源IRP控制设备电源状态的电源管理方案。说明处理电源管理IRP的工作机制,在基于Windows XP的系统上证明基于这种方案的WDM驱动程序运行稳定。     

基于TLK2711的高速图像数据串行传输系统

本文设计了一种适用于高速、多通道CCD图像数据的串行传榆系统,以TLK2711高速串行收发器为传输核心,将高速差分传榆技术应用于系统的图像数据传输部分.详细介绍了该收发器的工作原理和功能组成.该设计已成功应用在某八通道TDICCD成像系统中,实现了图像数据的实时、稳定、高速传输.     

空间遥感相机电子学仿真专家系统

根据空间遥感相机的特点,提出了应用于空间遥感相机电子学部分测试的方法。结合关系数据库技术建立了仿真专家系统的知识库及推理机制。提出的正反推理相结合的推理方案提高了系统的推理效率,实现了快速全面的对空间遥感相机电子学部分的测试。     

定量化故障树分析技术在空间相机软件开发中的应用

为保证空间相机软件系统可靠安全地运行,采用定量化故障树方法对其进行可靠性分析。由于故障知识获取及故障树结构确定困难,提出了一种基于粗糙集的软件故障树建立方法。针对软件故障原因错综复杂,无法获取大量有效数据的情况,给出一种采用vague集方法对底事件进行建模,从而计算底事件相对重要度和顶事件发生概率的定量分析方法。根据分析结果指导软件的可靠性设计并确定测试重点。实验结果表明：使用提出的故障树分析方法,有效地指导了设计人员通过容错差错和避错等设计措施提高系统的可靠性。本方法解决了由于软件部件可靠性指标很难精确量化,无法进行定量分析的问题,使得空间相机的软件可靠性可以定量分析。     

大功率焦平面器件的热控制

为了实现大功率焦平面器件(FPA)的热控制,根据焦面组件的结构特点,通过仿真计算与试验相结合的方法,对大功率焦平面的热控没计进行了研究.介绍了大功率焦平面器件的主要热设计要求,分析了大功率焦平面器件、小散热空间并安装在移动构件上的焦面组件热设计的特点.利用I-DEAS有限元分析软件建立了热分析计算模型,并利用TMG模块进行分析计算.进行了试验验征,并根据试验给出了焦平面器件升温拟合曲线.最后,根据热设计实例提出如何合理地选择大功率焦平面器件的热控制方式.结果表明,50 W 大功率焦平面器件连续工作2 min时,在有12 ℃冷源的情况下,能够控制焦平面器件＜35 ℃,满足焦平面器件设计要求.     

一种空间相机焦距的自动温度补偿系统

温度因素造成空间相机离焦,使相机的焦面不在最佳摄像范围内,为了实现焦面的自动控制,保证相机的成像质量,提出了一种空间相机焦距的自动温度补偿系统。首先,详细分析了目前相机焦面的补偿策略,针对其缺点和不足提出一种改进方法;其次,介绍了该系统的构成、设计及其工作原理;最后,对其进行了实验验证。实验结果表明:离焦量可以控制在10μm以内,焦面的调整误差不大于1.3μm,温度水平控制满足系统设计要求。提出的空间相机焦距的自动温度补偿系统可以实现自动控制相机温度水平、自动计算相机的离焦量、自动控制相机的焦面,满足相机工作时焦面处于最佳摄像范围内的要求。     

空间相机地心距误差修正

为了修正时间延迟积分(TDI) CCD空间相机像移补偿计算中的地心距误差,减小其对像移速度相对误差的影响,推导出了星下点成像的像移速度计算模型.通过该模型分析了地心距误差对像移速度相对误差的影响.根据地心距误差的来源,分两步修正了地心距误差:采用WGS-84(World Geodetic System)模型修正地球的偏心率引起的地心距误差;采用地球海拔高度数据源(USGS DEM)制作电子高程图,修正了地球表面海拔高度不同引起的地心距误差.推导出了地心距误差修正后的空间相机星下点成像的像移速度模型.修正后模型计算以及分析结果表明:WGS-84模型和电子高程图对地心距误差的修正消除像移速度相对误差最大分别为2.85％和1.76％.地心距误差的修正极大地减小了前向(沿TDI CCD积分方向的)匹配误差,提高了TDI CCD空间相机成像质量.     

一种空间相机偏流角间歇式实时调整方法

摄像时对偏流角实时调整,可以减小空间相机因偏航角姿态变化对成像质量的影响,可以延长一次性连续摄像时间并可以使用较多的TDI积分级数进行摄像。首先,对偏流角实时调整的需求进行详细分析并给出实时调整策略;然后,介绍了偏流调整系统的构成及实时调整的工作原理;最后,提出一种间歇式实时调整方案并进行了实现。实验结果表明：摄像过程中偏流角偏差值可以调整在4.2′以内,调整后误差不大于72.17″,一次调整时间小于1s,偏流角调整过程中图像的MTF值为99.67％。提出的间歇式实时调整方法满足摄像过程中,偏流角实时、长时间调整对图像无本质影响的要求。     

应用于Φ300 mm平面反射镜的精密二维转台轴系设计

在轨组装望远镜的光学检测系统主要包括子镜拼接精度检测系统和系统波像差检测系统,这两种检测系统共用一组Φ300 mm平面反射镜,为了实现平面反射镜的精密切换,研制了一套基于通用P2级精密轴承的二维转台。首先,对轴系进行了结构设计并详细说明了装配工艺;然后,构建了理论计算模型对所设计轴系精度进行了定量分析。结果表明,俯仰轴系最大晃动误差为2.36″(PV),方位轴系最大晃动误差为0.56″(PV)。最后,利用傅里叶谐波分析方法对俯仰轴系、方位轴系进行了精度检测,检测结果表明,俯仰轴系最大晃动误差为2.5″(PV),方位轴系最大晃动误差为0.6″(PV)。利用对径相加读数法对两轴垂直度进行了检测,检测结果表明,两轴垂直度误差为1.5″。测试结果验证了结构设计和理论计算模型的合理性。