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微小卫星空间遥感相机的杂散光分析、测量和遮光系统设计

石荣宝  
【摘要】: 对地可见光空间遥感相机对地物目标成像,视场内外的辐射会引起像面的杂散辐射,降低相机成像质量,严重时可能造成相机无法正常工作。为了提高相机的成像性能,本文建立相机的光机模型,分析系统的杂散光,改进遮光系统设计。利用建立的杂光系数测量装置,测量相机镜头的杂光系数,验证建模分析结果。 第一章介绍光学系统杂散光研究的发展状况,阐述微小卫星遥感相机杂散光研究的必要性。 第二章介绍可见光系统中杂散光产生的机理及其抑制措施。基于辐射传递理论,介绍采用遮光罩、挡光环、吸光材料、光学薄膜等措施抑制杂散光的原理。 第三章建立遥感相机光机模型,分析杂散光性能,设计遮光系统。根据光学和机械系统设计参数,用Lighttools软件建立光机模型。根据杂散光抑制经验,并考虑到微小卫星可用空间的有限性,设计主遮光罩、主镜遮光罩等。除分析由偶次反射引起的系统鬼像外,还通过建立杂光系数测量模型,分析计算了系统的杂光系数。 第四章为进一步提高相机系统的杂散光抑制能力,改进根据经验设计的原有遮光系统。改进措施包括在主遮光罩中心设置圆台结构,为主、次镜镜筒设计挡光环。模拟计算结果表明,改进系统的消杂散光性能比原相机系统提高近了一个量级。 第五章实验测量相机镜头的杂光系数。基于黑斑法理论,利用积分球系统建立杂光系数测量装置,实验测量原相机系统的杂光系数,测量结果与建模仿真分析结果基本一致。 第六章总结论文工作,并展望进一步有待开展的工作。


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