一种空间遥感相机集成的制作方法

1.本实用新型涉及空间遥感技术领域，尤其涉及一种空间遥感相机集成。


背景技术：

2.遥感技术是指在航天或航空平台上对地球系统或其他天体进行特定电磁波谱段的成像观测，进而获取被观测对象多方面特征信息的技术。现代遥感技术以数字化成像方式为特征，是衡量一个国家科技发展水平和综合实力的重要标志，历来被世界主要科技和经济大国所重视。
3.自20世纪60年代问世以来，现代遥感技术发展迅速，一系列高光谱分辨率遥感系统研制成功，并在航天或航空平台上进行了应用。经过半个多世纪的发展，遥感技术不但可以被动接收地物反射的自然光，还可以接收地物发射的长波红外辐射，并能够利用合成孔径雷达和激光雷达主动发射电磁波，实现全天候的对地观测。随着遥感技术的发展，国民经济、生态保护和国防安全等领域应用遥感技术的场景也越来越多，例如土地资源调查、生态环境监测、农业监测与作物估产、灾害预报与灾情评估、海洋环境调查等活动，以及包括与日常生活息息相关的天气预报、空气质量监测、电子地图与导航等活动，遥感技术都发挥了重大作用。
4.随着遥感技术和光学技术的发展，以及空间遥感相机的地面像元分辨率不断提高，光学系统口径增大，焦距越来越长，相机结构尺寸也越来越大。目前已经商业化运行的光学遥感卫星的空间分辨率已经达到“亚米级”，但大型空间相机一般采用桁架式安装减振，这种设计方式占用空间极大，小型商业卫星平台并不适用。而且，由于卫星平台搭载的器件多为航天级，采购时间长，若需进行小型化定制，自研部件验证时间长，会延长载荷整体研制周期，造价较高，直接影响卫星建造成本。
5.就目前适用于商业卫星的中小型相机而言，部分相机的分辨率较低，而且一般仅在安装面填充减振材料来缓冲平台卫星对相机的振动或冲击。而一部分中分辨率遥感相机仅在其发射方向的最严苛方向设计了振动隔离，主要原因是这些相机大部分采用自研镜头，一般会采用特殊设计的光路以避免振动对镜头的影响，但如果采用工业级折返镜头，前部镜头支撑为光学镜片，而且工业镜头设计时未考虑遇到较为恶劣的振动及冲击环境影响下镜头的保护措施，因此，对于采用工业级部件集成的遥感相机，如何更有效的抑制和降低相机结构的振动响应，减小发射阶段严酷的振动环境对相机带来的影响，保证成像质量的稳定性成为空间相机的设计难点。
6.因此，针对目前的一般卫星平台环境、接口以及振动等级，设计适用于空间辐射环境下的低成本高分辨率遥感相机后端、镜头及减振支撑集成十分必要。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种空间遥感相机集成，其采用现有工业级部件集成遥感相机时能够有效保证空间相机成像质量的稳定性。
8.本实用新型的具体方案如下：
9.一种空间遥感相机集成，包括安装支架以及安装于所述安装支架上的工业相机，所述工业相机由镜头和相机后端组成；所述安装支架包括基板、固定于所述基板上的镜头支撑件和相机后端支撑件，以及用于与所述相机支撑件配合容置所述相机后端的上支架，所述基板用于与卫星平台连接的一侧安装有多个钢丝绳减振器。
10.所述上支架背向所述镜头的一侧设有开口，且所述开口处的凸缘部安装有钢丝绳减振器。
11.所述钢丝绳减振器的一侧与所述安装支架固定连接，另一侧与卫星平台连接。
12.所述镜头为固定光圈折返镜头；所述相机后端为全色工业全画幅相机后端。
13.所述镜头置于所述镜头支撑件的上方，并通过扣环锁紧所述镜头的镜筒进行固定。
14.所述镜头支撑件和所述扣环与所述镜筒的接触位置设有第一减振垫。
15.所述相机后端与所述安装支架的接触位置设有第二减振垫。
16.所述镜头的前侧设有通光孔进行宽幅成像。
17.所述基板上还设置有台阶式支撑部以固定所述镜头靠近所述相机后端的一端。
18.本实用新型的具有以下的有益效果：
19.本实用新型的空间遥感相机集成通过安装支架安装集成了工业级的镜头、相机和减振器，不仅结构紧凑，所占空间大幅减小，还能有效隔离卫星平台对空间相机的高频振动和冲击，保证了空间相机成像质量稳定性，可实现低轨卫星（高度约500 km）对地探测，且整体遥感载荷重量、造价大幅削减，有助于大幅降低小型化商业遥感卫星载荷的成本。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的一种空间遥感相机集成的结构示意图。
具体实施方式
21.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
22.由于目前国内的空间高分辨率遥感相机造价较高，商业航天卫星小型化定制时自研部件验证时间长，导致载荷整体研制周期长，影响了卫星建造成本。而且，小型卫星遥感集成时多采用椼杆减振式结构，并且多采用自研光路和后端集成的模式，所占空间大，系统整体重量大，不利于降低小型卫星的成本。有鉴于此，本实用新型提供一种结构紧凑的能够保证空间相机的成像稳定性的空间遥感相机集成。
23.如图1所示，本实用新型实施例的空间遥感相机集成包括安装支架以及安装于安装支架上的工业相机。
24.本实施例中，工业相机采用工业级全画幅相机，根据成像需求，工业相机的相机后端21可以选择全色、彩色、红外等类型。本实施例的工业相机采用全色工业全画幅相机后端，镜头22采用500mm或更长焦距固定光圈折返镜头，并通过通光孔（图中未示出）进行宽幅成像。
25.由于相机后端21中具有光学敏感部件，镜头22的镜筒外壳为铝合金材质，镜筒内
置多个光学镜片组，卫星平台上行的振动与冲击较大，为避免相机的部件受到卫星平台的振动或冲击而碎裂，或在卫星上行阶段产生塑性变形而影响成像效果，本实用新型的实施例采用在安装支架的水平面上安装钢丝绳减振器31以隔离高频振动及冲击。当振动通过卫星平台传导至遥感载荷时，钢丝绳减振器可以对高频振动进行过滤，而低频振动通常能量较小，对载荷影响不大。
26.具体地，安装支架包括基板11和固定于基板上的镜头支撑件12，钢丝绳减振器31安装在基板11的底部，以降低卫星平台的振动传递至给工业相机。
27.优选地，基板的底部安装有四组钢丝绳减振器。
28.安装支架还包括设置于相机后端支撑件上的上支架13。基板11上固定有用于放置相机后端21的相机后端支撑件14，相机后端21容置于相机后端支撑件14与上支架13形成的容纳空腔中。上支架13与后端支撑件具体通过螺栓紧固，且相机后端与上支架和/或相机后端支撑件通过螺栓固定。
29.此外，为避免相机后端21中的电源和数据线等部件在振动过程中与卫星平台频繁碰撞，上支架13的凸缘部还安装有钢丝绳减振器32，且上支架的凸缘部共安装了两组钢丝绳减振器32。
30.本实施例中的钢丝绳减振器31和钢丝绳减振器32在紧固螺栓的作用下通过一侧的安装孔与基板固定连接，另外一侧通过安装孔固定于卫星平台上，以隔离缓冲卫星平台或其它机构传递给相机的振动。
31.关于钢丝绳减振器的选型，具体可以参考与载荷重量、外界扰动、限制位移有关的算法形成整体减振设计方案，根据减振器的数目，计算选取相应刚度的减振器。
32.本实施例中，镜头22的镜筒置于镜头支撑件12上，镜头支撑件12通过与扣环15配合以固定镜头22。为了进一步保护相机的部件，镜头22与扣环15的接触位置设置有第一减振垫。第一减振垫在扣环与镜头支撑件的压紧作用下保持稳定，以缓冲由安装支架传递给镜头支撑件的振动。
33.除此之外，相机的后端与安装支架的接触位置设置了第二减振垫，以隔离缓冲安装支架传递给相机后端支撑件的振动。
34.具体地，第一减振垫和第二减振垫可以为橡胶或金属材料制作而成。
35.由于镜头支撑件主要是对镜筒提供支撑力，镜头与相机后端连接的端部并未受到镜头支撑件的支撑作用。为了进一步降低卫星上行对相机的振动或冲击，基板上设置支撑部，该支撑部靠近相机后端支撑件，且该支撑部为台阶式，以适应上述端部的结构。
36.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。