一种新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置，涉及航空遥感技术领域，可以包括反射镜组件、太阳敏感器组件、姿态调控组件和电控系统；所述姿态调控组件与所述反射镜组件连接，用于带动所述反射镜组件运转；所述太阳敏感器组件安装于所述反射镜组件上，所述太阳敏感器组件的光轴与所述反射镜组件的反射镜法线相平行；所述太阳敏感器组件、所述姿态调控组件均与所述电控系统连接。本发明专利技术适用于高轨与低轨光学遥感卫星的全谱段辐射定标，以实现不同轨道的卫星载荷在太阳反射波段、中红外波段与热红外波段(0.35μm‑12.5μm)进行绝对辐射定标与像质评价。

A New Automatic Reference Target Device for Full Spectrum Radiation Calibration

【技术实现步骤摘要】
一种新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置
本专利技术涉及航天遥感
，特别是涉及一种新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置。
技术介绍
辐射定标与成像质量评价是光学遥感卫星影像数据定量化应用的前提和基础，是促进遥感信息产品应用广度和深度的关键环节之一。尽管发射前，在实验室对光学传感器的性能进行过严格的检测，但是受到卫星发射震动和加速度、空间运行环境变化及元器件老化等诸多的因素影响，其成像性能会发生一定程度的衰退，需要在卫星运行期间对其辐射特性与成像质量进行定期或不定期的跟踪监测。部分遥感器虽然搭载了太阳漫反射板与黑体等星上定标系统，但是这些定标系统自身随着时间与空间辐照等因素影响也会发生衰变，并不能够保障遥感器的星上定标精度。高轨或低轨光学遥感卫星的在轨性能检测国际上发展了以大面积辐射校正场(如敦煌场、青海湖等)、人工靶标或水体、交叉定标等替代方法，实现光学遥感载荷的在轨绝对辐射定标，但是仅能实现单点定标(单一辐亮度)，且受天气条件、地理位置等限制，难以实现全谱段、全动态范围的高精度移动定标。基于恒星或月亮的辐射定标则对卫星平台要求较高，需要实现轨道翻转来观测星恒或者月亮进行在轨定标，IKONOS与Eros-B卫星通过轨道翻转以深空背景中的恒星作为辐射定标的参照目标，对其辐射特性与像质等性能进行在轨检测，该方法对卫星平台性能要求较高，存在较大风险，同时恒星色温与太阳色温差别较大且缺少高精度的观测数据，虽然月亮反射率稳定，但其亮度会随着照明与观测几何位置关系的改变而变化，不适用于在轨绝对辐射定标。法国空间研究中心利用高能量聚光灯作为参照目标光源对SPOT卫星进行在轨辐射定标，但是聚光灯不仅需要大功率的电源供电，而且还需要进行辐射定标，另外聚光灯光源与太阳光间存在光谱非一致性，仅能够覆盖可见-近红外波段，不能实现全谱段定标并给检测结果带来较大误差。美国则利用凸面镜反射太阳光对Quickbird卫星进行定标与质评，作为参照目标的凸面镜设计需要遥感载荷辐射定标参数，与其作用相互矛盾且具有一定局限性，仅适用于太阳反射波段。因此，急需发展一种适用于高轨与低轨光学遥感卫星的全谱段辐射定标参照目标，以实现不同轨道的卫星载荷在太阳反射波段、中红外波段与热红外波段(0.35μm-12.5μm)进行绝对辐射定标与像质评价。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置，以实现不同轨道的光学遥感卫星在太阳反射波段、中红外及热红外波段的全动态自动化定标。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置，包括反射镜组件、太阳敏感器组件、姿态调控组件和电控系统；所述姿态调控组件与所述反射镜组件连接，用于带动所述反射镜组件运转；所述太阳敏感器组件安装于所述反射镜组件上，所述太阳敏感器组件的光轴与所述反射镜组件的反射镜法线相平行；所述太阳敏感器组件、所述姿态调控组件均与所述电控系统连接。优选的，所述姿态调控组件包括传动机构、拖链托盘和底座支撑；所述底座支撑的上端安装所述拖链托盘，所述拖链托盘的上端安装所述传动机构，所述传动机构与所述反射镜组件连接，用于带动所述反射镜组件运转。优选的，所述传动机构包括方位驱动机构、立柱和俯仰驱动机构；所述方位驱动机构包括方位电机和方位减速机，所述方位减速机通过减速机过渡板安装于所述拖链托盘的上端，所述方位电机通过法兰与所述方位减速机相连接，所述立柱的底端通过法兰与所述方位减速机相连接，所述立柱的上部两端安装有轴承座，两个所述轴承座之间安装有俯仰轴，所述俯仰轴的两端安装有用于与所述反射镜组件相连接的法兰；所述俯仰驱动机构包括俯仰电机和俯仰减速机，所述俯仰减速机通过减速机支架安装于两个所述轴承座之间，所述俯仰减速机与所述俯仰轴的中部传动连接，所述俯仰电机通过法兰与俯仰减速机相连接。优选的，所述减速机过渡板中部安装有固定轴，所述固定轴的上端通过方位编码器支架安装有方位编码器，所述方位编码器支架与所述固定轴之间安装有联轴器，所述方位编码器支架安装于所述减速机过渡板上，所述减速机过渡板上安装有方位接近开关支架，所述方位接近开关支架上安装有方位接近开关。所述减速机过渡板安装于所述底座支撑上端，所述拖链托盘安装于所述减速机过渡板的上端；所述拖链托盘上设置有用于存放线缆走线的拖链；所述俯仰轴上安装有俯仰轴编码器，所述俯仰轴编码器通过俯仰轴编码器支架安装于所述轴承座上，所述俯仰轴的一端设置的所述法兰的外侧通过俯仰接近开关支架安装有俯仰接近开关；所述俯仰轴固定于所述轴承座中，所述俯仰轴的轴承加设有防尘密封圈并由轴承盖限位。优选的，所述底座支撑包含三脚支撑，所述三脚支撑的底端安装有调节螺杆，所述调节螺杆底部安装有圆形支撑盘，所述圆形支撑盘通过锁紧螺母固定。优选的，所述述电控系统包括电控柜、嵌入式工控机、触摸屏和电机驱动器组成，所述电控柜安装于底座支撑间，所述嵌入式工控机、电机驱动器、触摸屏安装于所述电控柜内，用于全谱段辐射定标参照目标的姿态调控操作与状态监视。优选的，所述反射镜组件包括反射镜框架、反射镜支撑球铰、大面积反射镜和防护罩；所述反射镜框架上方设置所述防护罩，用于大面积反射镜保护，所述防护罩通过锁扣与所述反射镜框架相连接；进一步地，所述反射镜框架为整体焊接件，包括两个间隔设置的梯形桁架结构，所述梯形桁架上焊接有横向主梁、纵梁和边框，所述反射镜支撑球铰通过固定支座均匀分布在所述纵梁和边框上，所述反射镜支撑球铰上安装有螺杆，所述螺杆底端和上端分别通过螺母和螺套与所述反射镜支撑球铰固定锁紧，所述螺杆的顶端安装有用于所述大面积反射镜底端面粘接的吸盘。优选的，所述大面积反射镜通过16个所述反射镜支撑球铰固定支撑于所述反射镜框架上，所述反射镜通过胶粘与所述吸盘连接；所述大面积反射镜四周均匀设置有L型压块，所述L型压块与所述大面积反射镜表面留有间隙。优选的，所述大面积反射镜的尺寸为2.7m×1.6m，所述大面积反射镜采用在光学玻璃基底前表面，通过真空镀膜技术，镀高反射率的金属铝薄膜，并且加镀保护膜，形成金属镀膜的反射镜，所述大面积反射镜的厚度为10mm。优选的，所述太阳敏感器组件包括太阳观察器、摄像头和减光滤镜；所述太阳观察器用于对所述大面积反射镜法向进行标校，包括两端带有小孔的法兰和长柱，上端的所述法兰的小孔位于所述摄像头视场的四角位置，上下端所述法兰相对应的小孔连线垂直于反射镜面；所述减光滤镜安装于所述摄像头的光学镜头前，用于对太阳光进行衰减；所述摄像头用于对太阳的连续观测成像，以标校装置姿态。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：1、本专利技术以大面积反射镜(2.7m×1.6m)作为高轨或极轨光学遥感卫星全谱段辐射定标的参照目标，适用于太阳反射波段、中红外波段与热红外波段(0.35μm-12.5μm)航天光学遥感载荷的辐射定标与成像质量评价；2、本专利技术以16个小尺寸支撑球铰加螺杆吸盘(直径80mm)的结构形式，支撑大面积反射镜，且每个球铰吸盘的高度和方向可调，以保证装置运动过程中大面积反射镜的表面平面度与面型精度，同时支撑球铰可有效抵消不同材料间因热膨胀系数不同而产生的相对位移与大面积反射镜的内应力；3、本专利技术将太阳观察器与宽视场高分辨摄像头相结合而形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置，其特征在于：包括反射镜组件、太阳敏感器组件、姿态调控组件和电控系统；所述姿态调控组件与所述反射镜组件连接，用于带动所述反射镜组件运转；所述太阳敏感器组件安装于所述反射镜组件上，所述太阳敏感器组件的光轴与所述反射镜组件的反射镜法线相平行；所述太阳敏感器组件、所述姿态调控组件均与所述电控系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置，其特征在于：包括反射镜组件、太阳敏感器组件、姿态调控组件和电控系统；所述姿态调控组件与所述反射镜组件连接，用于带动所述反射镜组件运转；所述太阳敏感器组件安装于所述反射镜组件上，所述太阳敏感器组件的光轴与所述反射镜组件的反射镜法线相平行；所述太阳敏感器组件、所述姿态调控组件均与所述电控系统连接。2.根据权利要求1所述的新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置，其特征在于：所述姿态调控组件包括传动机构、拖链托盘和底座支撑；所述底座支撑的上端安装所述拖链托盘，所述拖链托盘的上端安装所述传动机构，所述传动机构与所述反射镜组件连接，用于带动所述反射镜组件运转。3.根据权利要求2所述的新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置，其特征在于：所述传动机构包括方位驱动机构、立柱和俯仰驱动机构；所述方位驱动机构包括方位电机和方位减速机，所述方位减速机通过减速机过渡板安装于所述拖链托盘的上端，所述方位电机通过法兰与所述方位减速机相连接，所述立柱的底端通过法兰与所述方位减速机相连接，所述立柱的上部两端安装有轴承座，两个所述轴承座之间安装有俯仰轴，所述俯仰轴的两端安装有用于与所述反射镜组件相连接的法兰；所述俯仰驱动机构包括俯仰电机和俯仰减速机，所述俯仰减速机通过减速机支架安装于两个所述轴承座之间，所述俯仰减速机与所述俯仰轴的中部传动连接，所述俯仰电机通过法兰与俯仰减速机相连接。4.根据权利要求3所述的新型自动化全谱段辐射定标参照目标装置，其特征在于：所述减速机过渡板中部安装有固定轴，所述固定轴的上端通过方位编码器支架安装有方位编码器，所述方位编码器支架与所述固定轴之间安装有联轴器，所述方位编码器支架安装于所述减速机过渡板上，所述减速机过渡板上安装有方位接近开关支架，所述方位接近开关支架上安装有方位接近开关。所述减速机过渡板安装于所述底座支撑上端，所述拖链托盘安装于所述减速机过渡板的上端；所述拖链托盘上设置有用于存放线缆走线的拖链；所述俯仰轴上安装有俯仰轴编码器，所述俯仰轴编码器通过俯仰轴编码器支架安装于所述轴承座上，所述俯仰轴的一端设置的所述法兰的外侧通过俯仰接近开关支架安装有俯仰接近开关；所述俯仰轴固定于所述轴承座中，所述俯仰轴的轴承加设有防尘密封圈并由轴承盖限位。5.根据权利要求4所述的新型自动化全谱段辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟伟，李佳伟，司孝龙，李鑫，张黎明，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34