空间光学遥感器大口径主镜展开技术研究

论文摘要

随着人类对空间光学遥感器分辨率的要求越来越高，空间光学遥感器逐步向长焦距、大口径的方向发展。然而大口径的光学系统无论从反射镜材料的制造、光学加工还是支撑结构都难以实现，同时遥感器的体积和质量也将导致卫星发射极为困难。可展开光学系统则解决了大口径光学遥感器研制和发射的难题。空间可展开光学系统的主要特点是主镜由一些较小尺寸的分块镜组成,发射时收拢，入轨后展开,在自适应光学系统的控制下精确地拼接成一个共相位主镜。空间可展开光学系统有效地解决了整体式大口径光学系统研制和发射中难以克服的种种问题，使轻量化、大口径光学遥感器的实现成为可能。论文在总结国内外现有技术和对实际项目分析的基础上，对空间光学遥感器大口径主镜展开技术进行了整理与规划，主要进行了以下几个方面的研究：1．详细介绍了国外具有代表性的大口径空间光学遥感器主镜可展开系统的设计指标与主要技术特征，论述了空间光学遥感器大口径主镜展开技术的设计要点。2．根据现有项目经验，对空间光学遥感器大口径主镜展开技术的研究提出了模块化的划分方法，包括：展开形式选择、驱动方式设计、定位方式设计、锁紧机构设计和共相位微调机构设计。针对每个模块提出了主要的设计要点与技术手段，为日后具体项目研究打下了理论基础。3．以4m口径主镜的展开机构为设计目标，使用模块化设计手段进行了关键技术设计。对设计中的关键部件进行了结构设计与材料选择，并对设计结果进行了有限元分析与评估，确定了4m口径主镜展开系统的主体方案。4．对空间光学遥感器大口径主镜展开机构的展开误差进行了分析，确定了主要误差来源并设计了共相位调整机构进行在轨微调。对地面试验的方法也进行了分析，提出了一些建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源和研究意义
• 1.2 研究内容
• 1.3 大口径空间光学遥感器发展概况
• 1.4 大口径主镜可展开技术展趋势
• 第2章 大口径主镜可展开技术设计路线
• 2.1 大口径主镜可展开技术设计基本思路
• 2.2 模块化设计方法
• 2.3 本次研究中可展开主镜主要设计指标与要求
• 第3章 4m 口径主镜可展开机构设计
• 3.1 展开形式选择
• 3.1.1 主镜常用分块方式
• 3.1.2 典型展开机构设计方案及比较及比较
• 3.1.3 4m 口径主镜展开形式设计
• 3.2 驱动方式设计
• 3.2.1 现有典型的展开驱动机构介绍
• 3.2.2 驱动机构参数设定
• 3.3 定位机构设计
• 3.3.1 定位机构介绍
• 3.3.2 定位方式参数设计
• 3.3.3 定位方式设计小结
• 3.4 锁紧机构设计
• 3.4.1 锁紧机构介绍
• 3.4.2 新型锁紧机构设计
• 3.4.3 锁紧机构设计小结
• 3.5 共相位微调机构设计
• 3.5.1 主镜展开过程理论误差分析
• 3.5.2 齿轮铰链传递准确性分析
• 3.5.3 共相位调整机构设计
• 第4章 研究中遇到的问题与局限性
• 研究中遇到的问题
• 本次研究中的局限性
• 第5章 结论
• 参考文献
• 在学期间学术成果情况
• 指导教师及作者简介
• 致谢