Dengan kemajuan teknologi penginderaan jauh internasional, aperture efektif kamera penginderaan jauh ruang China secara bertahap meningkat, disertai dengan meningkatnya tuntutan efisiensi produksi. Akibatnya, metode penyelarasan dan proses pembuatan untuk kamera ini harus terus berkembang. Karena deformasi yang diinduksi gravitasi yang signifikan dari kamera pembelahan besar dalam keadaan sumbu optik horizontal, yang tidak dapat diabaikan, makalah ini mengusulkan teknologi penyelarasan sumbu optik vertikal. Pendekatan ini membahas tantangan utama seperti perakitan yang tepat dan penentuan posisi cermin pembelahan besar, penghapusan kesalahan yang diinduksi gravitasi, dan ekstraksi referensi sumbu optik dalam keadaan vertikal, memastikan akurasi penyelarasan sambil meningkatkan efisiensi.
Gambar 1: Proses utama dan teknologi inti dari rute penyelarasan vertikal
Selain itu, artikel ini memperkenalkan unit penyelarasan yang cerdas. Aplikasi praktis menunjukkan bahwa mengadopsi kerangka teknis ini meningkatkan presisi pra-perakitan, memperpendek siklus pengembangan, dan menyelesaikan masalah seperti kesulitan dalam mendeteksi referensi sumbu optik dalam keadaan vertikal dan memastikan konsistensi antara hasil penyelarasan tanah dan kinerja di dalam orbit.
Proses penyelarasan optik dari kamera penginderaan jauh adalah langkah penting dalam pengembangannya, mencakup semua prosedur perakitan dan penyesuaian dari komponen ke sistem optik-mekanis yang terintegrasi sepenuhnya. Kualitas penyelarasan secara langsung berdampak pada kinerja pencitraan akhir. Dalam beberapa tahun terakhir, China telah menyelesaikan banyak misi penginderaan jauh khusus, mencapai lubang kelas meter untuk kamera di dalam orbit dengan hasil penyelarasan yang sangat baik. Metode penyelarasan sumbu optik horizontal tradisional, dengan siklus penyelarasan sekitar 90 hari per kamera, cukup untuk misi yang disesuaikan dengan volume rendah. Namun, sebagai sistem penginderaan jauh komersial-seperti rasi bintang satelit berskala besar "16+4+4+x"-menjadi arus utama, model R&D tradisional menghadapi tantangan, termasuk siklus produksi yang berkepanjangan dan otomatisasi rendah, gagal memenuhi permintaan pelurusan volume tinggi.
Untuk mengatasi persyaratan untuk kamera pembelahan besar di masa depan dan produksi batch, teknologi penyelarasan vertikal secara efektif mengurangi deformasi gravitasi yang disebabkan oleh berat kamera dan cantilever yang diperluas.
Untuk mencapai manufaktur efisiensi tinggi kamera pembelahan besar, penting untuk mempersingkat siklus penyelarasan, memastikan konsistensi, mengidentifikasi dan mengatasi tantangan penyelarasan inti, mengoptimalkan proses, dan membangun unit penyelarasan yang cerdas.
Teknologi Perakitan Presisi Tinggi untuk Komponen Cermin Apertur Besar
Metode dukungan "diskrit" baru digunakan untuk mencapai fiksasi cermin yang sangat andal dan ringan. Ini melibatkan ikatan blok yang dicocokkan secara termal dengan titik -titik dukungan punggung atau samping cermin, menghubungkannya ke struktur pendukung yang fleksibel, dan membatasi semua enam derajat kebebasan.
Untuk memastikan akurasi posisi antara bantalan dukungan dan cermin, metode penentuan posisi bodi ruang terbuka berbasis 3D berbasis koordinat digunakan. Posisi pad dukungan nominal dari model desain dirujuk dalam sistem koordinat, dan perangkat penyesuaian enam sumbu tepat menyelaraskan dan memperbaiki bantalan. Akhirnya, perekat optik-mekanis disuntikkan secara seragam untuk memperkuat struktur. Gambar 2 menggambarkan hasil perakitan.
Gambar 2: Majelis Pad Dukungan untuk Cermin Kamera Geo-Eye2
Teknologi eliminasi kesalahan gravitasi
Teknologi ini melibatkan pemodelan elemen hingga cermin dan struktur dukungannya untuk menganalisis deformasi yang diinduksi gravitasi. Rakitan cermin dibalik 180 ° secara vertikal, dan parameter permukaan diukur dalam kedua orientasi. Dengan membandingkan data eksperimental dengan hasil simulasi, kesalahan gravitasi sejati diidentifikasi dan dihapus. Gambar 3 menunjukkan pengukuran permukaan sebelum dan sesudah penghapusan kesalahan.
Gambar 3: Deteksi dan eliminasi kesalahan gravitasi. (a) permukaan yang diukur dengan kesalahan gravitasi; (B) Permukaan Setelah Penghapusan Kesalahan
Teknologi Ekstraksi Referensi Sumbu Optik
Dengan memposisikan secara strategis 2-3 pelacak laser dan beberapa dudukan bola target, koordinat spasial dari enam titik referensi di sekitar kamera diukur secara bersamaan. Ini menghubungkan posisi empat instrumen, membangun hubungan spasial antara bidang fokus, sumbu optik, sumbu tampilan, dan cermin referensi kamera untuk mengekstrak referensi sumbu optik.
Gambar 4: Skema ekstraksi referensi sumbu optik
Untuk produksi batch di masa depan, sistem penyelarasan cerdas sangat penting. Misalnya, "unit deteksi cerdas permukaan optik" mengotomatiskan inspeksi permukaan (Gambar 5). Dalam penyelarasan lensa, penyimpangan sistem dianalisis untuk menghitung penyesuaian posisi yang optimal untuk komponen optik melalui kontrol iteratif, mencapai presisi tanpa intervensi manual, sehingga meningkatkan efisiensi dan konsistensi.
Gambar 5: Skema sistem deteksi permukaan cermin cerdas
Kesimpulan
Terobosan dalam teknologi penyelarasan vertikal dan pengembangan unit penyelarasan cerdas berlaku untuk kamera penginderaan jarak jauh dengan pembukaan sedang dan besar di masa depan, memenuhi kebutuhan penyelarasan yang beragam-terutama untuk misi volume tinggi seperti rasi bintang lebat yang rendah.
Selain itu, algoritma inti untuk penyelarasan cerdas memanfaatkan teknik berbantuan komputer untuk menghitung penyimpangan posisi relatif yang optimal secara global dari komponen optik berdasarkan pada penyimpangan sistem. Platform enam derajat presisi tinggi kemudian menyesuaikan pose komponen. Teknologi ini melampaui penginderaan jauh ke bidang -bidang seperti astronomi dan penerbangan.
Kutipan: