一種基于可變溫黑體的星上定標裝置制造方法
【專利摘要】一種基于可變溫黑體的星上定標裝置，用于對星載紅外相機進行星上輻射定標。低溫黑體采用半導體制冷器進行制冷，半導體制冷器產(chǎn)生的熱量通過低慣量、動平衡扇形擺臂的輻射散掉；高溫黑體采用電加熱器加熱。高溫和低溫黑體的溫度可在一定溫度范圍內(nèi)調(diào)整，可根據(jù)需要進行設定。需要對紅外相機進行星上輻射定標時，步進電機通過扇形擺臂依次將高溫和低溫黑體切入光路，定標結束后移出。該星上定標裝置采用半導體制冷的低溫黑體，擴大了定標溫度范圍。高溫和低溫黑體的溫度可變，使得可根據(jù)觀測景物的溫度范圍來設定合適的高溫和低溫黑體溫度，從而提高定標精度。
【專利說明】
—種基于可變溫黑體的星上定標裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星光學遙感器【技術領域】，涉及一種基于可變溫黑體的星上定標裝置，用于對星載紅外相機進行星上輻射定標。

【背景技術】
[0002]星載紅外相機發(fā)射入軌后，受空間環(huán)境及本身老化等因素的影響，其性能會發(fā)生變化；此外，星載紅外相機各探測元的響應非均勻性及隨時間的變化會影響成像質量。如不進行在軌輻射定標，則會影響圖像應用。在軌定標方法很多，包括交叉定標、替代定標以及采用相機攜帶的定標裝置進行的星上定標等，每種定標方法都有其優(yōu)點和局限性。對于口徑較大的紅外相機，通常采用置于相機內(nèi)的黑體作為輻射源對其進行星上輻射定標。
[0003]美國Landsat-7衛(wèi)星上的ETM+熱紅外譜段的星上定標采用高溫黑體和常溫黑體，其中高溫黑體可設置3個溫度點(30°C，37°C，46°C )，常溫黑體的溫度為其所處的環(huán)境溫度；美國多光譜熱成像儀(MTI)熱紅外譜段的星上定標采用高溫黑體和常溫黑體，高溫黑體溫度為360K，常溫黑體溫度為280K ;中國“資源一號”衛(wèi)星03星和04星上的紅外相機熱紅外譜段的星上定標采用高溫黑體和常溫黑體，其中高溫黑體溫度為42°C和67°C，常溫黑體的溫度為其所處的相機環(huán)境溫度。從國內(nèi)外類似載荷來看，目前星載紅外相機采用的星上定標高低溫黑體通常設定在固定溫度點，局限了其可標定的溫度范圍，導致輻射定標精度偏低，難以滿足用戶對遙感數(shù)據(jù)日益嚴格的定量化使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提出了一種基于可變溫黑體的星上定標裝置，可根據(jù)觀測景物的溫度范圍來設定合適的高溫和低溫黑體溫度，從而提高定標精度。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:一種基于可變溫黑體的星上定標裝置，包括高溫黑體、低溫黑體、步進電機、擺動安裝板、支架和控溫電路；高溫黑體、低溫黑體均固定安裝在擺動安裝板上；步進電機安裝在支架上，擺動安裝板與步進電機配合安裝；在星載紅外相機對目標成像時，擺動安裝板將高溫黑體和低溫黑體切換置于相機光路外；當進行星上輻射定標時，控溫電路分別將高溫黑體和低溫黑體根據(jù)觀測景物的溫度范圍控制到預設溫度，步進電機驅動擺動安裝板依次將高溫黑體和低溫黑體切入光路，完成星上輻射定標后移出光路；
[0006]所述的高溫黑體由高導熱率材質制成，且表面經(jīng)過黑色陽極化處理；高溫黑體的光束入射面呈“V”槽型，光束出射面導熱安裝電加熱器；高溫黑體內(nèi)部安裝有測溫熱敏電阻；
[0007]所述的低溫黑體由高導熱率材質制成，且表面經(jīng)過黑色陽極化處理；低溫黑體的光束入射面呈“V”槽型，光束出射面導熱安裝半導體制冷器，低溫黑體內(nèi)部安裝有測溫熱敏電阻。
[0008]所述的擺動安裝板采用高導熱率材質制成。
[0009]支架采用鈦合金材質，且表面經(jīng)過黑色陽極化處理。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于:
[0011]本發(fā)明一方面在一塊安裝板上安裝高溫黑體和低溫黑體，控溫及測溫措施均直接實施在黑體上，結構布局緊湊，可以明顯減小星上定標裝置的外型及重量，滿足星載紅外相機小型化、輕量化的需求；另一方面可根據(jù)定標需求，通過電加熱器和半導體制冷器分別對黑體加熱和致冷實現(xiàn)大溫度范圍的調(diào)節(jié)，使定標黑體的溫度點可調(diào)，從而為星載紅外相機提供更佳的輻射定標精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為基于可變溫高溫和低溫黑體的星上定標裝置示意圖；
[0013]圖2為聞溫黑體切入光路位直不意圖；
[0014]圖3為低溫黑體切入光路位直不意圖；
[0015]圖4為高溫黑體組成示意圖；
[0016]圖5為低溫黑體組成示意圖。

【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明一種基于可變溫黑體的星上定標裝置，該星上定標裝置包括低溫黑體組件、高溫黑體組件、擺動機構、支撐機構。
[0018]低溫黑體組件包括低溫黑體1、半導體制冷器8和測溫熱敏電阻7，高溫黑體組件包括高溫黑體2、電加熱器6和測溫熱敏電阻7:低溫黑體I和高溫黑體2通過緊固件固定在擺動機構上；高溫黑體I和低溫黑體2均采用導熱性能好的鋁合金，表面黑色陽極化處理，處理后發(fā)射率優(yōu)于0.97 ;高溫黑體I的光束入射面呈“V”槽型，光束出射面導熱安裝電加熱器6 ;低溫黑體2的光束入射面呈“V”槽型，光束出射面導熱安裝半導體制冷器8。半導體制冷器7與低溫黑體1、擺動機構接觸面之間涂有導熱硅膠，電加熱器6與高溫黑體2之間涂有導熱硅膠，以提升半導體制冷器8與低溫黑體I以及擺動機構之間、電加熱器6與高溫黑體2之間的熱傳導；高溫黑體I和低溫黑體2側邊開有兩孔，孔內(nèi)各安裝一支測溫熱敏電阻7，以對高溫黑體I和低溫黑體2進行測溫。
[0019]擺動機構主要由步進電機3和擺動安裝板4組成:步進電機3采用標準型號產(chǎn)品；擺動安裝板4為扇形，并采用導熱性能好的鋁合金制成，表面黑色陽極化處理，處理后發(fā)射率優(yōu)于0.85 ;擺動安裝板4考慮低溫黑體組件、高溫黑體組件并配合相應配重塊實現(xiàn)低慣量、動平衡設計；擺動安裝板4與步進電機3配合安裝。在星載紅外相機對目標成像時，擺動安裝板4將高溫黑體I和低溫黑體2切換置于相機光路外；當進行星上輻射定標時，控溫電路分別將高溫黑體I和低溫黑體2控制到預設溫度，步進電機3驅動擺動安裝板4依次將聞溫黑體I和低溫黑體2切入光路，完成星上福射定標后移出光路。
[0020]支撐機構主要由支架5組成，支架5采用比剛度高的鈦合金，支架5表面黑色陽極化處理。步進電機3安裝在支架5上。
[0021]本發(fā)明已在多個星載紅外相機預研、在研及發(fā)射型號上使用。
[0022]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域專業(yè)技術人員公知技術。
【權利要求】
1.一種基于可變溫黑體的星上定標裝置，其特征在于:包括高溫黑體(I)、低溫黑體(2)、步進電機(3)、擺動安裝板⑷、支架(5)和控溫電路；高溫黑體⑴、低溫黑體(2)均固定安裝在擺動安裝板⑷上；步進電機⑶安裝在支架(5)上，擺動安裝板⑷與步進電機(3)配合安裝；在星載紅外相機對目標成像時，擺動安裝板(4)將高溫黑體(I)和低溫黑體(2)切換置于相機光路外；當進行星上輻射定標時，控溫電路分別將高溫黑體(I)和低溫黑體⑵根據(jù)觀測景物的溫度范圍控制到預設溫度，步進電機⑶驅動擺動安裝板⑷依次將高溫黑體(I)和低溫黑體(2)切入光路，完成星上輻射定標后移出光路； 所述的高溫黑體(I)由高導熱率材質制成，且表面經(jīng)過黑色陽極化處理；高溫黑體(I)的光束入射面呈“V”槽型，光束出射面導熱安裝電加熱器￠);高溫黑體(I)內(nèi)部安裝有測溫熱敏電阻⑵； 所述的低溫黑體(2)由高導熱率材質制成，且表面經(jīng)過黑色陽極化處理；低溫黑體(2)的光束入射面呈“V”槽型，光束出射面導熱安裝半導體制冷器(8)，低溫黑體(2)內(nèi)部安裝有測溫熱敏電阻(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于可變溫黑體的星上定標裝置，其特征在于:所述的擺動安裝板(4)采用高導熱率材質制成。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于可變溫黑體的星上定標裝置，其特征在于:支架(5)采用鈦合金材質，且表面經(jīng)過黑色陽極化處理。
【文檔編號】G01S7/497GK104133201SQ201410228458
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】馬文坡, 聶云松, 張正慧, 朱博韜, 閆秀榮 申請人:北京空間機電研究所