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第一章　概论 王金堂 陈世平1

1.1　空间相机的概念、基本组成和分类1

1.1.1　概念1

1.1.2　基本组成2

1.1.3　相机的分类3

1.2　特点和应用5

1.2.1　特点5

1.2.2　应用7

1.3　设计原则与实施步骤8

1.4　技术发展和展望10

1.4.1　气象和海洋观测空间相机10

1.4.2　资源观测空间相机12

1.4.3　小（轻）型相机14

1.4.4　空间测绘相机15

1.4.5　空间侦察相机16

1.4.6　相机在轨演示试验18

第二章　空间相机设计基础 顾名澧21

2.1　空间相机设计的物理基础21

2.1.1　太阳辐射21

2.1.2　地球大气对太阳辐射的影响22

2.1.3　地球的辐射28

2.2　空间相机基本技术指标33

2.2.1　空间分辨率33

2.2.2　调制传递函数34

2.2.3　光谱特性和谱段选择34

2.2.4　辐射分辨率39

2.2.5　时间分辨率39

2.3　空间相机常用光学系统40

2.3.1　折射系统40

2.3.2　折反系统42

2.3.3　反射系统43

2.3.4　光学系统的特殊要求45

2.4　空间相机结构及热设计46

2.4.1　空间相机结构设计要求46

2.4.2　空间相机热设计要求47

2.4.3　空间相机的热设计方法48

2.4.4　典型热控措施52

2.5　空间相机电路及电磁兼容性设计54

2.5.1　空间相机电路设计要求54

2.5.2　空间相机电磁兼容性设计55

2.6　空间相机可靠性设计59

2.6.1　空间相机可靠性概念59

2.6.2　空间相机可靠性设计准则和方法60

2.6.3　空间相机可靠性模型及指标分配61

2.6.4　空间相机主要故障模式与对策63

2.7　空间相机系统仿真概要65

第三章　胶片型空间相机设计 杨秉新　乌崇德　杨佩君　邓明业65

3.1　概述68

3.1.1　胶片型相机的特点和作用68

3.1.2　胶片简介69

3.1.3　胶片型相机系统的组成71

3.2　地物相机设计72

3.2.1　设计依据72

3.2.2　形式的选择73

3.2.3　主要性能参数的选择77

3.2.4　摄影周期及工作循环时序设计80

3.2.5　地物相机组成81

3.2.6　镜头设计81

3.2.7　照相窗口设计90

3.2.8　快门设计92

3.2.9　像移补偿机构设计97

3.2.10　胶片展平机构设计101

3.2.11　输片机构104

3.2.12　曝光控制设计112

3.2.13　数据标记设计115

3.2.14　控制线路的设计116

3.2.15　相机主体结构设计126

3.3　星相机设计127

3.3.1　卫星姿态记录与摄影目标定位简述128

3.3.2 目标特性130

3.3.3　相机设计133

3.3.4　典型的恒星相机设计举例153

3.4　星相机与地物相机同步工作方式154

3.4.1　同步和位置要求154

3.4.2　曝光同步控制电路设计155

第四章　光机扫描仪 高军 王怀义 金志煜155

4.1　概述159

4.2　光机扫描仪的总体设计161

4.2.1　光机扫描仪的基本组成161

4.2.2　光机扫描仪设计参数的选择162

4.2.3　总体设计中的几个关键问题166

4.2.4　光机扫描仪总体参数的确定与计算168

4.3　光机扫描仪扫描系统178

4.3.1　扫描系统组成与主要参数178

4.3.2　扫描系统扫描特性分析180

4.3.3　扫描系统设计中的关键问题183

4.3.4　典型扫描装置——双向摆动扫描装置设计184

4.4　光机扫描仪光学系统设计186

4.4.1　光学系统的结构型式选择187

4.4.2　主光学系统187

4.4.3　后光学系统191

4.4.4　杂散辐射控制195

4.4.5　光学系统热稳定性问题196

4.5　探测器及低噪声电子线路197

4.5.1　光电探测器的主要参数198

4.5.2　探测器噪声特性200

4.5.3　焦平面探测器组件的设计要求202

4.5.4　焦平面电子线路设计要求203

4.6　光机扫描仪制冷系统207

4.6.1　空间制冷器种类和选择207

4.6.2　空间辐射制冷器208

4.6.3　空间斯特林制冷机210

4.7　星上辐射定标器215

4.8　CBERS卫星红外多光谱扫描仪设计实例218

4.8.1　系统主要指标和功能218

4.8.2　系统组成和工作原理219

4.8.3　系统实现的性能指标223

第五章 空间CCD相机 林德荦 马文坡226

5.1　概述226

5.1.1　工作原理和组成227

5.1.2　CCD探测器性能简介228

5.1.3　发展趋势232

5.2　空间CCD相机设计234

5.2.1　相机的使用要求及约束条件235

5.2.2　相机总体设计236

5.2.3　光学系统265

5.2.4　多光谱CCD相机焦面组件269

5.2.5　调焦机构277

5.2.6　侧视机构279

5.2.7　星上定标器设计283

5.2.8　CCD成像电路286

5.3　设计举例291

5.3.1　CBERS CCD相机设计291

5.3.2　其他类型相机设计概要299

第六章 空间相机测试与试验技术 周胜利 顾名澧299

6.1　概述305

6.2　光学特性测试308

6.2.1　内方位元素测试308

6.2.2　真空离焦量测试311

6.2.3　空间分辨率测试313

6.2.4　光谱透过率测试315

6.2.5　杂散辐射特性测试316

6.2.6　光学系统调制传递函数MTF测试317

6.3　系统特性测试方法319

6.3.1　相机视轴与基准面的夹角测试320

6.3.2　谱段间探测器配准测试323

6.3.3　光机扫描特性测试325

6.3.4　系统光谱特性测试326

6.3.5　系统调制传递函数测试329

6.3.6　空间相机辐射分辨率测试331

6.3.7　空间相机信噪比和动态范围测试333

6.4　辐射定标试验334

6.4.1　辐射定标种类及意义334

6.4.2　实验室辐射定标336

6.4.3　模拟空间环境辐射定标339

6.4.4　外场辐射定标（太阳作为标准辐射源）348

6.4.5　利用辐射校正场进行在轨定标350

6.5　环境试验362

6.5.1　力学环境试验364

6.5.2　真空放电试验365

6.5.3　热真空试验366

6.5.4　热平衡试验367

6.5.5　组件热循环试验368

6.5.6　电磁兼容性试验368

6.5.7　磁试验370

6.5.8　辐照试验371

6.6　成像试验373

6.6.1　实验室成像试验373

6.6.2　模拟在轨成像试验374

6.7　在轨测试376