李俊麟，汪少林，張黎明，司孝龍，馬文佳，楊春燕，李鑫，劉輝，李陽

?

光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)測控設計

李俊麟1，汪少林2，張黎明1，司孝龍1，馬文佳2，楊春燕2，李鑫1，劉輝1，李陽2

（1. 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院安徽光學精密機械研究所通用光學定標與表征技術重點實驗室，合肥 230031；2. 上海衛(wèi)星工程研究所，上海 200240）

文章介紹了一種光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)，用于發(fā)射前整星條件下對光學載荷雜散光抑制能力的模擬、分析及驗證測試。根據(jù)衛(wèi)星的雜散光測試特點，對雜散光掃描測試系統(tǒng)進行了安全性、有序性、有效性、準確性、重現(xiàn)性、完整性和通信控制等測控設計，并推導了光束掃描子系統(tǒng)的控制方程。對雜散光掃描系統(tǒng)的控制準確性進行檢測，結果表明：光束掃描位置精度優(yōu)于10mm，方位角精度優(yōu)于0.2°，俯仰角精度優(yōu)于0.1°。

光學載荷；雜散光；太陽模擬器；機器人；暗室

0 引言

光學遙感衛(wèi)星在氣象、資源、海洋、環(huán)境與災害監(jiān)測等領域有著重要的應用[1]。但是，該類衛(wèi)星在軌運行過程中，其載荷光學相機極易受雜散光的影響，輕則降低相機傳感器信噪比，重則導致成像數(shù)據(jù)失效，甚至造成傳感器飽和、喪失成像能力[2]。在進行光學遙感相機設計時，一般都會根據(jù)衛(wèi)星軌道和照相特點預先進行模擬、仿真，為光學系統(tǒng)設置相應的雜散光抑制措施，但這些模擬、仿真不能完全真實反映出相機的雜散光抑制能力。因此，國內(nèi)外廣泛開展了空間環(huán)境模擬器的研究和建設，例如太陽模擬器等[3-5]。美國SS15B太陽模擬器的輻照面積可達6000mm，歐空局ESTEC太陽模擬器可達7000mm[6]，日本NASDA太陽模擬器可達6000mm[7-8]。大型太陽模擬器雖然可以模擬太陽的照明情況，卻難以模擬光學遙感衛(wèi)星全年在軌運行的被照情況，即要求光學遙感衛(wèi)星與太陽光束之間存在姿態(tài)（光束方位角、俯仰角）的變化。

為了在地面真實模擬光學遙感衛(wèi)星在軌運行的被照情況，驗證相機的雜散光抑制能力，預估相機的成像軌道和時間特點，建立了一套光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)。本文對該系統(tǒng)進行測控設計，以確保其安全性、姿態(tài)的準確性、測量結果的有效性、狀態(tài)參數(shù)記錄的完整性和重現(xiàn)性、運動機構的有序性。

1 系統(tǒng)測控設計

1.1 系統(tǒng)介紹

光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)主要包括太陽模擬器、光束掃描子系統(tǒng)和消光子系統(tǒng)3部分。

太陽模擬器光源使用了4只7kW短弧氙燈，采用方陣排布、水平點燃的照明方式。主要由氙燈光源、橢球聚光鏡、輔鏡（消色差）、勻光積分器（場鏡和投影鏡，元素鏡為方形）、可變光闌、準直鏡，以及輔助散熱和裝調(diào)等機構組成，如圖1所示。太陽模擬器的主要性能指標見表1。

圖1 氙燈太陽模擬器光學系統(tǒng)

表1 太陽模擬器主要性能指標

光束掃描子系統(tǒng)包括太陽模擬器光束折反指向鏡的2維轉(zhuǎn)動、掃描鏡的7維掃描運動和被測光學遙感衛(wèi)星的簡單1維水平轉(zhuǎn)動共10維運動機構。其中，掃描鏡的7維掃描采用7維大型機器人完成，與指向鏡的2維轉(zhuǎn)動一起，采用曲面模型約束掃描鏡中心的位置，構建太陽模擬器光束的投射位置和姿態(tài)；而光學遙感衛(wèi)星的簡單1維水平轉(zhuǎn)動主要用于輔助構建光束相對于衛(wèi)星對地面的方位角。

7維大型機器人（ABB IRB6650S-125/3.5）是光束掃描子系統(tǒng)的關鍵部件，運動范圍最遠可達3500mm，最大負載125kg，其手臂各部分臂長和豎直運動范圍如圖2所示（從下至上依次為1～6關節(jié)）。該型機器人各個關節(jié)的轉(zhuǎn)動范圍如表2所示，機器人可以靈活構建掃描鏡的位置和姿態(tài)，實現(xiàn)太陽模擬器的光束掃描，模擬光學遙感衛(wèi)星在軌全年被照條件的變化[9-10]。

圖2 ABB IRB6650S-125/3.5臂長及豎直運動范圍

表2 IRB6650S-125/3.5機器人6關節(jié)的轉(zhuǎn)動范圍

消光子系統(tǒng)是雜散光掃描測試系統(tǒng)的保障性建設部分，用于模擬相機成像極黑目標和構建空間模擬暗室，以消除衛(wèi)星雜散光測試過程相機視場內(nèi)和環(huán)境中的直接反射、二次反射、耦合反射等雜散光。3種消光措施包括：通過消光材料特性增加吸收、降低反射率，鏡面反射至無關方向，以及多次反射降低總反射率。極黑目標和空間模擬暗室采用中國科學院安徽光學精密機械研究所研制的反射率低于1.5%（400～1600nm）的消光材料，極黑目標結構如圖3所示。

圖3 極黑目標模擬器結構

1.2 測控設計

1）安全性設計

光學遙感衛(wèi)星雜散光測試系統(tǒng)使用了大量強電設備，如大功率太陽模擬器（4×7kW氙燈），屬于火源性隱患；此外，光束掃描子系統(tǒng)使用的大型機器人的運動過程不僅可能導致夾持的掃描鏡與自身機械臂發(fā)生碰撞，也可能在掃描過程中碰撞衛(wèi)星，屬于運動型干涉源。雜散光測試光束掃描過程中，太陽模擬器1～3倍太陽常數(shù)的能量有可能直接投射進相機視場，其高能光束可能使相機失去成像能力。因此，必須全面考慮該雜散光掃描測試過程中的安全性，并給予有效保障。

為了極大程度降低太陽模擬器大量產(chǎn)熱的危害性，在盡可能提高有效能量（400～1000nm）收集能力的情況下（增大氙燈橢球聚光鏡包容角），通過橢球鏡鍍膜處理消除或最大程度降低長波光的反射，從而降低發(fā)熱對光學系統(tǒng)和暗室環(huán)境的危害。而且，如圖1所示，在太陽模擬器光學系統(tǒng)各關鍵位置還設置了離心散熱風機和水冷機構，進一步降低了發(fā)熱對光學系統(tǒng)組件和環(huán)境的危害。此外，不僅在光學系統(tǒng)和暗室關鍵位置進行溫度監(jiān)測，還對大功率氙燈和冷卻裝置等關鍵部件進行工作狀態(tài)（電流、電壓、功率）監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)、上報和處理可能的危險。

2）有序性設計

光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)有序性設計指根據(jù)系統(tǒng)掃描控制方程（參見第1.3節(jié)），有機組合光束掃描子系統(tǒng)各個機構有序運動，完成光束指向和位置的掃描，避免發(fā)生碰撞和光束直接投射進相機視場。

光束掃描設計過程消除了衛(wèi)星的復雜運動而僅進行一維簡單旋轉(zhuǎn)以輔助構建掃描光束的方位角，為進一步減少其運動，在測試流程中先改變光束的俯仰角和位置，再降低衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動頻率和速度。另外，為減小2維指向鏡扭矩以及避免先開啟太陽模擬器后控制運動機構等誤操作可能造成的危害，在未測試的情況下指向鏡方位角（與太陽模擬器光束夾角）和俯仰角（與水平面夾角）最好分別設置為45°和為0°。

7維大型機器人是光束掃描子系統(tǒng)中危害性最大的運動機構。為兼顧避免光束直接投射進相機視場，光束掃描子系統(tǒng)各個運動機構的控制順序設計為：首先轉(zhuǎn)動衛(wèi)星完成光束方位角輔助定位；而后指向鏡2轉(zhuǎn)動機構同時運動，完成光束折反；7維機器人的運動步驟為4、5、6關節(jié)轉(zhuǎn)至安全位置—平移臺及1、2、3關節(jié)完成定位—4、5、6關節(jié)完成定位。

機器人夾持的掃描鏡及其基座共重約100kg，慣量較大，需要以較小的加速度進行控制，以保持掃描機構平穩(wěn)運動，并長期維持掃描精度。此外，ABB IRB6650S-125/3.5機器人的運動速度是由控制點位置決定的，因此，當控制點接近目標位置而姿態(tài)相差較大時，機器人會為滿足距離運動的時間要求設置較小的運動速度，控制點緩慢移動，但個別關節(jié)會為調(diào)整姿態(tài)偏差而發(fā)生大幅、快速翻轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象對掃描的穩(wěn)定性和安全性極為不利，因此在運動過程中必須刻意避免控制點距目標位置較近而距目標姿態(tài)較遠的情況。

3）有效性設計

光學遙感衛(wèi)星雜散光測試的目的在于，在整星條件下模擬驗證光學相機在軌全年的雜散光抑制能力，分析成像軌道和時間特點，必須排除其他干擾源的影響。為此，專門研制了制冷組件，模擬相機傳感器在軌工作的溫度環(huán)境；并在太陽模擬器光源處設計了針孔相機以監(jiān)測光源的穩(wěn)定性；同時，在空間模擬暗室中設計5處低照度檢測器以同步測量暗室的雜散光水平。

通過相機傳感器工作溫度環(huán)境的模擬和對光源穩(wěn)定性、暗室雜散光的監(jiān)測，以及消光子系統(tǒng)的極黑成像模擬目標和空間模擬暗室，排除了雜散光測試過程的其他干擾因素，確保雜散光測試結果的有效性，真實反映衛(wèi)星光學系統(tǒng)自身的雜散光抑制能力。

4）準確性設計

光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)之所以能夠模擬衛(wèi)星在軌運行全年的被照情況、分析衛(wèi)星成像的軌道和時間特點，在于其能夠通過光束掃描子系統(tǒng)的掃描使得太陽模擬器光束完全覆蓋衛(wèi)星對地面，并且光束相對于衛(wèi)星對地面的指向變化相當于其在軌時的太陽照明幾何條件。這就必須首先準確仿真出衛(wèi)星在軌運行的太陽照明幾何條件，然后通過光束掃描子系統(tǒng)予以真實、準確的再現(xiàn)。

因此，光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)準確性設計包括衛(wèi)星在軌運行太陽照明幾何條件的準確仿真和光束掃描子系統(tǒng)各個運動機構的準確控制。前者通過專業(yè)的軟件進行軌道仿真，能夠保證其準確性；后者的關鍵在于準確建立光束掃描子系統(tǒng)運動機構的控制方程，準確測量各個機構之間的相對關系，準確修正安置誤差，詳見1.3節(jié)。

5）重現(xiàn)性、完整性設計

太陽同步軌道衛(wèi)星在軌運行1年的太陽照明情況變化較大；為了確保安全，雜散光測試衛(wèi)星的成像數(shù)據(jù)處理與光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)的測控是相對獨立的2部分，單獨控制。因此，雜散光測試時產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)難以實時予以處理、分析。

針對事后數(shù)據(jù)處理、分析的情況，為增強事實依據(jù)、降低重復試驗的概率，特別為光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)進行了重現(xiàn)性和完整性設計。前者通過在關鍵位置安裝高清微光攝像機，對重要位置進行視頻記錄；后者通過光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)測控軟件完整記錄太陽模擬器和暗室及其輔助裝置的工作狀態(tài)，包括太陽模擬器的穩(wěn)定性、功率、各處溫度以及暗室內(nèi)的雜散光水平等。

在后期衛(wèi)星成像數(shù)據(jù)處理過程中，可以通過光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)測控軟件專門的數(shù)據(jù)回放功能根據(jù)時間軸調(diào)用、查看當時雜散光掃描測試系統(tǒng)的工作狀態(tài)，為分析員提供判據(jù)。

6）通信控制設計

光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)占地約18m×15m×8m，除了光束掃描子系統(tǒng)各個運動機構需要進行有序控制之外，太陽模擬器和空間模擬暗室中還有大量的狀態(tài)監(jiān)測設備需要實時進行狀態(tài)記錄和處理。

由于需要控制或測量的設備數(shù)量和種類較多且距離較遠，普通的電腦不僅接口數(shù)量有限，接口種類的擴展性也較差，所以光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)采用工控機，并將所有RS232通信方式的設備和儀器進行RS232/RS485轉(zhuǎn)換，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x和可靠性，同時上位機采用了MOXA CP-138U PCI串口擴展卡，可以方便地設置成RS485和RS422傳輸。特別為針孔相機設計了1394PCIe接口管理光源穩(wěn)定性監(jiān)視數(shù)據(jù)。除此之外，還設計了以太網(wǎng)通信接口進行測量、控制。系統(tǒng)接口類型如圖4所示。

圖4 光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)接口

光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)測控軟件采用C#語言開發(fā)，主要包括3個功能模塊。1）調(diào)試功能模塊：所有的控制、測量功能都可以在該模塊下單獨進行，方便設備調(diào)試以及僅僅關注系統(tǒng)部分能力時的個別設備單獨控制或測量；2）測試功能模塊：即系統(tǒng)雜散光測試過程使用的模塊，所有運動、測量設備經(jīng)由軟件統(tǒng)一控制、自動處理；3）數(shù)據(jù)回放功能模塊：針對衛(wèi)星雜散光測試數(shù)據(jù)事后處理的情況而設計的功能模塊，可以根據(jù)時間軸查詢指定時間的太陽模擬器、空間模擬暗室和光束掃描子系統(tǒng)的狀態(tài)。

經(jīng)過測控設計后，光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)的俯視圖如圖5所示。

圖5 光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)

1.3 控制方程

為了描述光束掃描子系統(tǒng)的控制方程，首先需要建立統(tǒng)一的基準坐標系統(tǒng)，對太陽模擬器坐標系、2維指向鏡轉(zhuǎn)動控制坐標系、7維掃描鏡控制坐標系及1維光學遙感衛(wèi)星被測對地面非坐標軸轉(zhuǎn)動控制坐標系進行有機綜合，形成有序的運動、測試流程，模擬衛(wèi)星在軌全年被照情況。

光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)光束掃描以實驗室坐標系作為基準進行綜合控制，以方形代表光學遙感衛(wèi)星，該系統(tǒng)各個關鍵部件的坐標系定義如圖6所示。

圖6 坐標系統(tǒng)

圖中未畫出的、軸由右手定則確定，所有坐標系的原點均位于機器人J2軸所在高度的水平面內(nèi)，也是太陽模擬器主光軸所在的水平面。測試的衛(wèi)星對地面與衛(wèi)星水平轉(zhuǎn)動軸并不重合，而掃描光束的方位角、俯仰角都是基于對地面，因此需將基于對地面的掃描位置和姿態(tài)變換到基準實驗室坐標系下表示。

該系統(tǒng)掃描控制方程根據(jù)掃描中心和光束方位角、俯仰角確定光束掃描系統(tǒng)總計10維運動機構的位置和姿態(tài)?？梢苑?步實現(xiàn)，首先根據(jù)掃描中心和光束的方位角、俯仰角確定指向鏡、掃描鏡的位置和姿態(tài)，然后根據(jù)指向鏡、掃描鏡的位置和姿態(tài)分別確定指向鏡2維轉(zhuǎn)臺的各自角度、機器人各關節(jié)的角度和平移臺的位置。

光束掃描子系統(tǒng)和光學遙感衛(wèi)星共計使用了10維運動組件，其富余運動維度提高了運動控制的靈活性，也增加了唯一控制的復雜性。為確保掃描控制的唯一性，須對一些運動形式進行約束。7維掃描鏡運動機構機器人的運動最復雜，通常對掃描鏡中心點進行約束，使其始終在某個面內(nèi)運動，如平面、球面或拋物面等，這里使用平面進行約束，并規(guī)定光學遙感衛(wèi)星一維轉(zhuǎn)動輔助完成方位角構建。

光學遙感衛(wèi)星在實際安裝或設計中可能存在被測面與轉(zhuǎn)動半徑不垂直，被測面與豎直面不平行等情況，如圖7所示（表示對地面與轉(zhuǎn)動半徑垂直的弦之間的夾角，表示對地面與豎直面之間的夾角）。由于掃描位置和掃描光束方位角、俯仰角都是基于對地面，而衛(wèi)星轉(zhuǎn)動是基于豎直轉(zhuǎn)軸，所以非理想對地面需要進行相應的校正，通過基準實驗室坐標系統(tǒng)一控制掃描光束。

圖7 非理想被測面

基于對地面坐標系掃描中心為(sc,sc,sc)，方位角、俯仰角為(,)的掃描光束的單位矢量可表示為

in=-(coscos, cossin, sin)。 (1)

規(guī)定衛(wèi)星的一維簡單轉(zhuǎn)動輔助構建太陽模擬器掃描光束的方位角，其控制方程為

=。 (2)

實驗室坐標系下對地面上的掃描點和光束矢量隨著衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，設7維掃描鏡的掃描中心位于=l上，修正非理想被測面，則7維機器人實驗室坐標系下的位置控制方程為

令2維指向鏡轉(zhuǎn)動中心為(fm,fm,fm) ，則指向鏡2維轉(zhuǎn)動控制方程為

式中：fm和fm表示2維指向鏡的控制角度；fm=(fm,fm,fm)表示指向鏡法向單位矢量，通過歸一化三角關系獲得

fm=Norm(fm–fm)， (5)

其中fm、fm=(sm–fm,sm–fm,sm–fm)分別表示基于指向鏡的入射、反射光線矢量。同理，掃描鏡的單位法向矢量為

sm=Norm(sm–sm)， (6)

式中sm=fm、sm=(sc–sm,sc–sm,sc–sm)分別表示基于掃描鏡的入射、反射光線矢量。令(a,a,a)=sm為掃描鏡鏡面坐標系的軸，并設其軸始終處于水平面內(nèi)，則掃描鏡軸

根據(jù)右手定則確定掃描鏡鏡面坐標系的軸(O,O,O)。如果7維機器人的姿態(tài)采用四元數(shù)表示，則7維機器人的姿態(tài)控制方程為

。 (8)

其中sign(q)表示元素的符號。

2 準確性檢測與討論

根據(jù)準確性設計，光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)的準確性包括軌道仿真的準確性，以及光束掃描子系統(tǒng)各個機構的準確控制、相互關系的準確測量、安置誤差的準確修正。軌道仿真通過專業(yè)軟件完成，是雜散光掃描測試的輸入幾何條件，可認為是準確無誤的；其他項的準確性則通過光束掃描位置和姿態(tài)綜合表現(xiàn)（統(tǒng)稱為控制準確性）。為檢測該系統(tǒng)的控制準確性，在太陽模擬器投影鏡處設置“×”形標志，在衛(wèi)星位置安置一臺精度5″的全站儀，如圖8所示。使太陽模擬器光束按設定方位角和俯仰角掃描，通過全站儀觀測標志的像，確定光束實際方位角和俯仰角。

圖8 光束掃描子系統(tǒng)準確性測試

目標值和觀測結果如表3和表4所示，可以看出，方位角和俯仰角掃描精度分別可達0.2°和0.1°。通過對光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)光束掃描子系統(tǒng)極限掃描角度的測試，方位角掃描范圍為-90°～90°，俯仰角掃描范圍為-29°～42.5°，可對1700mm（，可更大）×2700mm（）的表面進行掃描。此外，使用細光束激光進行掃描位置確認時發(fā)現(xiàn)存在＜10mm的固定偏差。

表3 俯仰角觀測結果

表4 方位角測試結果

控制準確性是光束掃描子系統(tǒng)各個運動機構自身精度、聯(lián)合運行、誤差修正精度的綜合表現(xiàn)，由于使用了高精度的運動執(zhí)行機構，掃描機構的自身精度可以得到保障。掃描光線方位角誤差的平均值為-0.113°、俯仰角誤差的平均值為0.023°，說明測量時除了隨機觀測誤差（黑暗環(huán)境引起較大隨機觀測誤差）外還存在系統(tǒng)誤差。掃描位置偏差表現(xiàn)為固定值，亦說明存在系統(tǒng)誤差。光線指向和位置存在系統(tǒng)誤差說明光束掃描機構之間的安置關系測量存在誤差，或運動控制過程的誤差修正并不徹底。進一步提高控制準確性需要采用更高精度的測量方式測量光束掃描子系統(tǒng)各個運動機構之間的安置關系，并采取更加充分、詳細的誤差修正處理辦法。

3 結束語

光學遙感衛(wèi)星雜散光掃描測試系統(tǒng)由于具有光束掃描的能力，并配備極黑模擬目標和空間環(huán)境模擬暗室，可以在地面模擬衛(wèi)星在軌運行全年的被照情況，驗證、評估光學相機的雜散光抑制能力，分析其成像軌道和時間特點。

本文針對光學遙感衛(wèi)星雜散光測試的特點，對雜散光掃描測試系統(tǒng)進行了安全性、有序性、有效性、準確性、重現(xiàn)性、完整性和通信控制等測控設計，確保衛(wèi)星雜散光測量過程安全、準確，測試結果有效，數(shù)據(jù)分析判據(jù)充分。經(jīng)過準確性檢測，光束掃描位置精度優(yōu)于10mm，方位角精度優(yōu)于0.2°，俯仰角精度優(yōu)于0.1°，具有較高的控制準確性。

（References）

[1] 岳濤. 中國航天光學遙感技術成就與展望[J]. 航天返回與遙感, 2008, 29(3): 10-19

YUE T. The achievements and future prospects of chinese space optical remote sensing technology[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2008, 29(3): 10-19

[2] 石榮寶. 微小衛(wèi)星空間遙感相機的雜散光分析、測量和遮光系統(tǒng)設計[D]. 江蘇: 蘇州大學, 2010: 1

[3] EDDY R. Design and construction of JPL SSL5B solar simulator[R]. JPL internal document, 1968-01

[4] 張容, 李竑松, 向艷紅. KFTA太陽模擬器研制[J]. 航天器環(huán)境工程, 2009, 26(6): 548-554

ZHANG R, LI H S, XIANG Y H. Development of KFTA solar simulator[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2009, 26(6): 548-554

[5] 楊林華, 范寧, 史瑞良. KM6太陽模擬器拼接式準直鏡的裝校技術[J]. 航天器環(huán)境工程, 2005, 22(6): 342-346

YANG L H, FAN N, SHI R L. Adjustment method for collima ting mirror of km6 solar simulator[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2005, 22(6): 342-346

[6] BRINKMAN P W. Main characteristics of the large space simulator at ESA/ESTEC[C]//LLS(II), 13thSSC, 1984: 30-51

[7] NAUKAMURA Y, TOMITA T. 13m diameter space simulation test facility: ESA SP 304[R], 1990-09: 107-112

[8] 楊林華. 大型太陽模擬器研制技術綜述[J]. 航天器環(huán)境工程, 2012, 29(2): 173-178

YANG L H.Large solar simulator development technologies[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2012, 29(2): 173-178

[9] Product specification IRB 6650S[G]. ABB, 2014: 14

[10] Product manual IRB 6650S[G]. ABB, 2014: 46

（編輯：馮露漪）

Design of measurement and control for stray light scanning test system of optical remote sensing satellite

LI Junlin1, WANG Shaolin2, ZHANG Liming1, SI Xiaolong1, MA Wenjia2, YANG Chunyan2,LI Xin1, LIU Hui1, LI Yang2

(1. Key Laboratory of Optical Calibration and Characterization, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China;2. Shanghai Satellite Engineering Research Institute, Shanghai 200240, China)

This paper presents a stray light scanning test system for the optical remote sensing satellite to simulate, analyze and validate the optical load’s stray light suppression before launch. According to the characteristics of the stray light test of the satellite, the stray light scanning system is designed with regard to the safety, the sequence, the effectiveness, the accuracy, the repeatability, the integrity and the communication control, meanwhile the control equation for the beam scanning subsystem is deduced. From the control precision measurements of the stray light scanning system, the positional accuracy is better than 10mm, the azimuth angle accuracy is better than 0.2°, and the pitch angle accuracy is better than 0.1°.

optical payload; stray light; solar simulator; robot; dark room

V524.2; V416.8

A

1673-1379(2017)02-0195-07

10.3969/j.issn.1673-1379.2017.02.015

2016-10-09；

2017-03-09

李俊麟（1985—），男，博士學位，主要從事遙感相機輻射和幾何綜合定標方面的研究。E-mail: lijunlin@aiofm.ac.cn。

http://www.bisee.ac.cn

E-mail: htqhjgc@126.com

Tel: (010)68116407, 68116408, 68116544