国際的なリモートセンシングテクノロジーの進歩により、中国のスペースリモートセンシングカメラの効果的な開口部が徐々に増加し、生産効率の需要が高まっています。その結果、これらのカメラのアライメント方法と製造プロセスは継続的に進化する必要があります。無視することはできない水平光軸状態にある大型蓄積カメラの有意な重力誘導変形のため、このペーパーでは垂直光軸アライメント技術を提案しています。このアプローチは、正確なアセンブリや大型紙のミラーの位置付け、重力誘導誤差の排除、垂直状態での光軸参照の抽出などの重要な課題に対処し、効率を改善しながらアライメント精度を確保します。
図1：垂直アライメントルートの重要なプロセスとコアテクノロジー
さらに、この記事では、インテリジェントアライメントユニットを紹介します。実用的なアプリケーションは、この技術的なフレームワークを採用することで、事前アセンブリの精度を高め、開発サイクルを短縮し、垂直状態の光軸参照を検出し、地上アライメント結果と軌道内パフォーマンスの間の一貫性を確保する際の問題などの問題を解決することを実証します。
リモートセンシングカメラの光学アラインメントプロセスは、開発の重要なステップであり、コンポーネントから完全に統合された光メカニカルシステムへのすべてのアセンブリおよび調整手順を網羅しています。アライメント品質は、最終的なイメージングパフォーマンスに直接影響します。近年、中国は多数の専門的なリモートセンシングミッションを完了し、優れたアライメント結果を伴う軌道カメラのメータークラスの開口部を達成しています。カメラあたり約90日のアライメントサイクルを備えた従来の水平光軸アライメントメソッドは、低容量のカスタマイズされたミッションで十分でした。ただし、「16+4+4+X」大規模な衛星星座など、商業的なリモートセンシングシステムが主流になっているため、従来のR＆Dモデルは、長期にわたる生産サイクルや自動化の低い課題に直面しています。
将来の大規模カメラとバッチの生産の要件に対処するために、垂直アライメントテクノロジーは、カメラの重量と拡張片台によって引き起こされる重力の変形を効果的に軽減します。
大規模カメラの高効率製造を実現するには、アライメントサイクルを短縮し、一貫性を確保し、コアアライメントの課題を特定して克服し、プロセスを最適化し、インテリジェントアライメントユニットを確立することが不可欠です。
大規模な紙のミラーコンポーネント用の高精度アセンブリテクノロジー
新しい「離散」サポート方法が採用されており、信頼性の高い軽量の大規模ミラーの軽量固定を実現しています。これには、熱で一致したブロックをミラーの背中またはサイドサポートポイントに接着し、それらを柔軟なサポート構造に接続し、6度すべての自由度を制約することが含まれます。
サポートパッドとミラー間の位置の精度を確保するために、3D座標ベースのオープンスペースの剛体ボディポジショニング方法が使用されます。設計モデルからの公称サポートパッドの位置は座標系で参照され、6軸調整デバイスはパッドを正確に整列および固定します。最後に、構造を固めるために、光学メカニカル接着剤が均一に注入されます。図2は、アセンブリの結果を示しています。
図2：Geo-Eye2カメラミラーのサポートパッドアセンブリ
重力エラー排除技術
このテクノロジーには、ミラーとそのサポート構造の有限要素モデリングが含まれ、重力誘導変形を分析します。ミラーアセンブリは垂直に180°反転し、両方の方向で表面パラメーターが測定されます。実験データをシミュレーション結果と比較することにより、真の重力エラーが特定され、削除されます。図3は、誤差除去の前後の表面測定値を示しています。
図3：重力誤差の検出と除去。 （a）重力誤差付きの測定面。 （b）エラー除去後の表面
光軸参照抽出技術
2〜3個のレーザートラッカーと複数のターゲットボールマウントを戦略的に配置することにより、カメラの周りの6つの参照ポイントの空間座標が同時に測定されます。これにより、4つの機器の位置をリンクし、焦点面、光軸、ビュー軸、およびカメラ参照ミラー間の空間的関係を確立して、光軸の参照を抽出します。
図4：光軸参照抽出の概略図
将来のバッチ制作では、インテリジェントアライメントシステムが重要です。たとえば、「光表面インテリジェント検出ユニット」が表面検査を自動化します（図5）。レンズのアライメントでは、システム異常を分析して、反復制御を介して光学成分の最適な位置調整を計算し、手動介入なしで精度を達成し、それにより効率と一貫性が向上します。
図5：インテリジェントミラー表面検出システムの概略図
結論
垂直アライメントテクノロジーのブレークスルーとインテリジェントアライメントユニットの開発は、特に低軌道の密集した星座のような大量のミッションのために、多様なアライメントニーズを満たしている将来の中型および大規模リモートセンシングカメラに適用できます。
さらに、インテリジェントアライメントのコアアルゴリズムは、システム異常に基づく光学成分のグローバルに最適な相対位置偏差を計算するために、コンピューター支援技術を活用します。高精度6度フリードームプラットフォームは、コンポーネントのポーズを調整します。この技術は、天文学や航空などのフィールドにリモートセンシングを超えて拡張されています。
引用：