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题名	午夜太阳辐射对地球同步轨道星载仪器性能影响的分析方法研究
作者	游思梁
答辩日期	2008-05-22
文献子类	博士
授予单位	中国科学院研究生院
导师	陈桂林
关键词	地球同步轨道卫星 午夜太阳入侵 杂散光 定标黑体温度稳定性 卫星热控
学位专业	电路与系统
英文摘要	地球同步轨道卫星广泛运用于气象、通讯、广播、电视、军事等领域。对于气象卫星等以光学成像为主的卫星而言，因为其需要较大的扫描视场以实现地球圆盘的成像，所以在卫星进入夜晚工作时，太阳辐射会不同程度进入星载成像仪器的通光孔，甚至太阳直接进入扫描视场。太阳辐射进入仪器后产生严重的杂散光和热效应，从而影响仪器的正常工作和安全，航天界称此现象为“太阳入侵”。 本文以我国的“风云二号”自旋稳定平台上的扫描辐射计为例，对一年中最恶劣时段的午夜云图中杂散光进行了分析。运用多种光学软件进行了光学追迹，深入剖析各种杂散光的成因。并且修改了为“风云四号”设计的基于Matlab的仿真算法系统，将其应用于“风云二号”，对某些杂散光形成过程进行了模拟验证，并建立了直观动态演示的仿真结果表达方法。 在本文以预研中的“风云四号”三轴稳定平台上的扫描辐射计为例，笔者完成了一套Matlab仿真算法系统以获取一年任意时刻太阳照射卫星的外热流矢量数据。设计并完成了为验证仿真可靠性的定标黑体真空加热实验，以及对午夜太阳照射下的定标黑体辐射稳定性的分析。实现了将Matlab数据作为热边界条件导入MSC.Patran/Nastran有限元分析软件，计算扫描辐射计中特定光学部件（主要是动态大尺寸摆镜）的温度场、热变形等，并解决了许多动态部件有限元分析中的技术难题。 通过本文的分析，充分揭示了午夜太阳辐射产生杂散光和热效应的根源，设计更加合理的系统光机结构才能从根本上消减午夜太阳辐射的影响。目前离轴三反光学系统以其焦距长、视场大、分辨率高、组件少和抑制杂光能力强等特点，越来越受到航天界的关注。用双扫描镜机构与长焦距三反系统配合，也能很大程度上改善太阳辐射的热效应对成像的影响。随着设计方案的创新和技术的提高，星载仪器的午夜利用率有望不断提高。
学科主题	红外系统与元部件
公开日期	2012-08-22
内容类型	学位论文
源URL	[http://202.127.1.142/handle/181331/4834]
专题	上海技术物理研究所_上海技物所
推荐引用方式 GB/T 7714	游思梁. 午夜太阳辐射对地球同步轨道星载仪器性能影响的分析方法研究[D]. 中国科学院研究生院. 2008.

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