Расчет характеристик оптической схемы

Ниже рассматривается модельный пример для образца!!!!!

Так как поле зрения объектива:

2β=arctg(L/H)=arctg(545/667)≈39,25° ,

значит съемочная аппаратура – камера.

Исходные данные для расчета: ()

– H=667 км - высота орбиты КА(из проектно-баллистического анализа);

– =545 км – ширина полосы захвата ЦСС (из статистического анализа).

– λmin=400 нм, λmax=760 нм, R=27 м.

Коэффициенты, необходимые для проведения расчета:

k₀=2,44  -коэффициент, зависящий от формы апертуры объектива, отношения характерного размера объектива к длине волны;

k_т=1,1 – коэффициент технологических потерь;

k_э=1,3 - коэффициент энергетических потерь;

τ_o=0,7-коэффициент пропускания оптики (статистический).

Последовательность расчета:

1. Средняя длина волны

 .

2. Диаметр апертуры

 .

3. Относительное отверстие объектива

 .

4. Фокусное расстояние

 .

5. Диаметр фокальной плоскости

 .

6. Количество пикселей

эл.

7. Эффективное отверстие (поле зрения)

 .

9. Диаметр тракта    

 .

10. Средняя энергия фотона

 .

11. Время накопления информации

.

12. Отношение мощности сигнала к мощности шума:

 ,

где q=0,6 – квантовый выход;

 – шум считывания;

 – контрастность фрагмента;

k_λ =1 – количество спектральных каналов;

 

Рисунок 5.1.  График зависимостей Вл, Вд, Та от hс

 

При угле Солнца h=10 град имеем:

 – яркость дымки;

 - яркость ландшафта;

 .

Для определения суммарной ФПМ «сквозного тракта» проводится оценка ФПМ атмосферы и оптической системы.

 Пространственная частота:  .

ФПМ оптической системы определяется по графику (рисунок 5.2) для f=0,1м .

Рисунок 5.2. Зависимость ФПМ объектива от фокусного расстояния: 1-0,1 м; 2-0,5 м; 3-1 м; 4-3 м; 5-5 м

Тогда Т_ФПУ=0,85.

.

Фотонный шум:

.

Отношение мощности сигнала к мощности шума

.

 

Определение габаритно-массовых характеристик

Модель габаритных характеристик:

 ,

где  - коэффициент, характеризующий увеличение диаметра из-за крепления объектива в корпусе камере.

 ,

где  - соответственно длина объектива, бленды и ОЭП, определяются в виде

;

 ,

где  ;

;

;

;

Принимаем , , ,  

Тогда .

 

 Модель массовых характеристик:

 ,

где  ;

 - плотность главного и вторичного зеркал из перспективных квазикерамических материалов;

 - суммарная площадь главного и вторичного зеркал:

 .

=  = 0,3*0,051 = 0,0153 м .

 .

 Масса ОЭП является функцией D_ФП, числа и массы единичных ОЭП, типа ОЭП, массы платформы установки ОЭП и др. Принимаем

 ,

где  - соответственно толщина и плотность материала конструкции корпуса  ;

 (материал: Вт-9);

 - коэффициент сборки;

;

;

 .

Результирующие значения габаритных, массовых и энергетических характеристик:

 ;

 ;

 ;

 ;

Формирование требований к бортовым системам

Требования к радиокомплексу передачи целевой информации.

Круговая скорость КА

.

Скорость в подспутниковой точке

.

Поток информации

.

Время передачи информации

.

Пропускная способность радиолинии передачи целевой информации

.

Требования к исполнительным органам системы ориентации и стабилизации по угловым скоростям:

- точность по каналу тангажа и крена

;

- точность по каналу рыскания

,

Максимальное значение компенсационного сдвига изображения составляет:

,

где f = 0,24 м - фокусное расстояние оптической системы;

 - время накопления сигнала.

Тогда:

-точность по каналу тангажа:

- точность по каналу крена:

- точность по каналу рыскания:

,

 - радиус фокальной плоскости.

Требования к системе электропитания.

T=  = 5873c –период орбиты;

Путь, проходимый КА в зоне видимости наземной станции:

(36 мин на 8 витках) - время нахождения в тени

=30 Вт

.

 

---

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 311; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!