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红外焦平面静态地平仪用地球模拟器光机系统设计.pdf
第2卷 第3期 中国光学与应用光学 Vol.2 No.3
2009年6月 June2009
ChineseJournalofOpticsandAppliedOptics
文章编号 16742915(2009)03020005
红外焦平面静态地平仪用地球
模拟器光机系统设计
张 振,童广辉,吕银环
(中国科学院上海技术物理研究所,上海200083)
摘要:根据红外焦平面静态地平仪的特点,并考虑地球模拟器(地模器)光学系统视场大、成像要求高等因素,在合理耗
资的前提下设计了地模器的光机系统。通过分析地平仪的光学系统及工作原理,合理地选择了地模器的光学系统参数
及机械结构,对地平仪和模拟器光学系统的匹配进行像质评价,并对机械结构做误差分析。结果显示,匹配后光学系统
的RMS直径<27 m,小于探测器像元尺寸。机械结构误差为003°,高于地平仪的探测精度。这些结果表明,该地模器
μ
基本满足检测红外焦平面静态地平仪的要求。
关 键 词:地球模拟器;红外静态地平仪;光学系统;机械系统
中图分类号:V414.19 文献标识码:A
OpticalandmechanicaldesignsofearthsimulatorforSIES
ZHANGZhen,TONGGuanghui,LYinhuan
(ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Shanghai200083,China)
Abstract:InconsiderationofthecharacteristicsofaStaticInfraredEarthSensor(SIES)andtherequirements
ofaearthsimulatorusedinSIESforthelargeviewfieldsandhighimagingquality,theopticalandmechanical
systemsoftheearthsimulatorisdesignedbasedonareasonablecost.Afteranalyzingtheworkingprinciple
andthesystemstructureoftheSIES,thispaperchoosesrationallytheopticalparametersandmechanical
structures,thenmakesanimageevaluationfortheopticalmatchingoftheSIESwiththeearthsimulator.Fi
nally,themechanicalerrorsinthesystemisanalyzedalso.ExperimentalresultsindicatetheRMSdiameterof
theopticalsystemislessthan27 m,whichissmallerthansensorpixelsizesandthestructureerroris
μ
003°,whichishigherthanthatofthesensorprecisionoftheSIES.Thesedatareportedhereshowthatthe
earthsimulatorisadequatefortestingSIESs.
Keywords:earthsimulator;StaticInfraredEarthSensor(SIES);opticalsystem;mechanicalsystem
姿态敏感仪器,其工作原理是通过地球与空间背
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