论文摘要
红外地球敏感器是人造地球卫星上的一种姿态测量部件，它用于测量卫星本体与地球间的姿态偏差(星上的指地基准线与卫星、地心连线间的角度偏差)，在通信卫星中它给星上天线提供了指地基准，红外地球敏感器还担负着在卫星发射过程中捕获地球、对卫星定姿等功能。本文针对摆动扫描式红外地球敏感器开展扫描镜摆幅测试技术研究。扫描镜是摆动扫描式红外地球敏感器的摆动关键部件，它的性能直接影响整星的精度和可靠性，其摆角与摆动频率的测试一直是急待解决的技术难题。在扫描镜摆幅测试技术研究中，提出了一种用于扫描镜摆角激光实时动态、非接触自动测量方法，并研制了扫描镜摆角动态测试系统，用以实现扫描镜的摆动频率、零位角、幅值、最大与最小摆角和峰一峰值之差、峰一峰值平均等参数的动静态激光非接触测量，并图形显示或打印输出摆动曲线，并由此确定扫描镜的摆动频率。文中介绍了摆角测试系统、姿态给定装置和电机驱动电源的组成和总体结构，着重对扫描镜摆角动态测量理论和大视场、大相对孔径特殊线性扫描光学系统的设计方法进行了分析与探讨，克服了红外地球敏感器窗口布局和尺寸的限制，使测量结果不受入射光位置变化的影响，解决了扫描镜摆角的实时动态非接触检测的关键技术问题。另外，论文还对线阵CCD用于实时动态测角技术的测量精度和动态范围等几个关键问题进行了探讨，推导了测量精度公式与动态范围公式。通过建立系统的数学模型，用计算机测量误差软件补偿与修正技术，解决了测量数据误差修正与图形处理问题。通过实验对测量系统的精度进行了验证，结果表明系统摆角测量范围为0～±12°，分辨率为0.01°，动静态测量精度优于±0.04°。