微振动对毫角秒级空间光学敏感器的影响机理及其敏感参数评估技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51905034
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    27.0万
  • 负责人：
    李林
  • 依托单位：
    北京控制工程研究所
  • 学科分类：
    E0503.机械动力学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Due to the lack of relevant output parameters for the influence of micro-vibration on milli-arc-second space optical sensor (MASOS), it is impossible to quantitatively evaluate the effect of micro-vibration on MASOS. This study takes the MASOS as the typical research target. Based on the analysis of micro-vibration environment of the MASOS, the system simulation model is established to study the related theoretical and technical issues of micro-vibration on sub-angular second space optical MASOS, and to reveal the influence mechanism of micro-vibration on it. This project combines theoretical analysis, model establishing and numerical simulation to study the characteristics of micro-vibration environment, the modeling method of the influence of micro-vibration on MASOS, and the simulation of micro-vibration and the evaluation of sensitive parameters of MASOS. Through this project, it will further clarify the mechanism of micro-vibration on MASOS and its impact, and provide theoretical basis and technical support for the development of MASOS. Further, it will lay a foundation for the related technologies of high-resolution special projects and deep-space exploration projects in China. In addition, it will provide some reference for the core-technical study, research and design of other spacecraft with ultra-high performance requirements, such as gravitational wave detection technology.
目前，针对微振动对毫角秒级空间光学敏感器(Milli-arc-second space optical sensor (MASOS))影响缺乏相关输出参数，使得毫角秒级航天器系统的设计及效果评估缺乏依据。本项目以MASOS为典型研究对象，通过对MASOS微振动环境分析，建立系统仿真模型，实现微振动对MASOS的影响相关理论和技术问题研究，揭示微振动对MASOS的影响机理。本项目通过理论分析、模型建立和数值模拟相结合的方法依次开展微振动环境特性分析、微振动对MASOS影响建模方法、MASOS微振动仿真与敏感参数评估等研究。通过本项目的开展，将进一步明确微振动对MASOS作用机制及其造成的影响，为MASOS的研制提供理论基础和技术支撑；同时，为我国高分专项工程、深空探测工程以及引力波探测等重大科学工程的超稳和超高精度航天器的技术攻关、研究与设计提供一定的借鉴。

结项摘要

高精度空间光学敏感器是高性能航天器在轨开展工作的基础和前提。本项目针对微振动环境下毫角秒级空间光学敏感器缺少量化评估问题，以极高精度星敏感器为典型研究对象，在对高性能光学仪器微振动研究进行充分调研的基础上，通过理论分析、数值仿真和试验相结合的方法，开展了扰动源特性分析、试验与模型重建；建立了极高精度星敏感器的扰动、结构、控制、光学各子系统模型，进行全链路集成分析；设计了准零刚度悬吊试验装置，搭建了微振动环境下极高精度星敏微振动试验系统；开展了试验系统力学随机噪声和电子学噪声标定方法研究；提出了微小扰动环境下点目标PSF分析方法，基于改进灰度质心法，量化评估了多工况微振动环境下极高精度星敏的误差影响。.研究发现：微振动对于波前差的变化影响极小，均在10^-4次方量级个波长附近，原始波前差为0.6847λ，单扰动源下波前差变化最大值所占原始波前差百分比小于0.1%，三个方向扰动源同时工作时，其绝对值总和也仅为0.2089%。像移响应的峰值处于300~400Hz之间，在50Hz处有一稳定响应，这是由于50Hz正好为Z向扰动源一次谐波在3000RPM时的特征频率。最大响应的Y向像移幅值达0.0275像素，该处幅值主要由Y项扰动源贡献（3300RPM），其余典型响应峰值基本不大于0.01像素。组合工况时域结果峰值差不超过0.61像素，均方根不超过0.07像素，耦合工况选峰值差和均方根值相较于单扰动源工况均有所增加，但像移总体能量均值还是较低，局部处仍存在一定抖动，抖动量级不超过0.61像素。.本项目的开展，进一步明确了微振动对毫角秒级空间光学敏感器的作用机制，及对其造成的影响，为毫角秒级空间光学敏感器的研制提供理论基础和技术支撑；研究成果为后续高精度空间光电产品测量进一步开展误差溯源、误差分析提供了指导方向。相关成果可为空间高精度指向测量、高分辨率光学载荷、高性能航天器装备研的技术攻关、研究与设计提供一定的借鉴。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
空间星光测量技术研究发展综述
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    航空学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    袁利;王苗苗;武延鹏;王立;郑然
  • 通讯作者：
    郑然
Micro-vibration suppression methods and key technologies for high-precision space optical instruments
高精度空间光学仪器微振动抑制方法及关键技术
  • DOI：
    10.1016/j.actaastro.2020.12.054
  • 发表时间：
    2021-01-04
  • 期刊：
    ACTA ASTRONAUTICA
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Li, Lin;Wang, Li;Zhong, Jun
  • 通讯作者：
    Zhong, Jun
Design and manufacturing of a highly integrated optical module for Tianwen-1 probe's landing LiDAR
天问一号探测器着陆激光雷达高集成光模块设计与制造
  • DOI：
    10.1016/j.optlaseng.2022.107346
  • 发表时间：
    2023-02
  • 期刊：
    Optics and Lasers in Engineering
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Yunfang Zhang;Feihu Zhu;Yan Zheng;Li Wang;Shaogang Guo;Baocheng Hua;Lin Li;Jianfeng Chen;Yang Liu;Zhongxiang Cao;Qihai Liu;Donglai Zhang;Yanxu Hu;Shuai Hong
  • 通讯作者：
    Shuai Hong
小天体激光地形测绘与导航一体化设计方法
  • DOI：
    10.15982/j.issn.2096-9287.2022
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    深空探测学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭绍刚;李林;朱飞虎;王立;张运方;赵琴;郑岩;马月超;张恒康
  • 通讯作者：
    张恒康
Error Analysis and Calibration of Micro Vibration Test Platform Developed for Advanced Pointing Instrument
  • DOI：
    https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2022.109055
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Mechanical Systems and Signal Processing
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiaoxue GONG;Lin LI;Yang YU;Li Wang;Lei ZHANG;Miaomiao WANG;Yanpeng WU
  • 通讯作者：
    Yanpeng WU

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其他文献

span style=font-family:宋体;font-size:10.5pt;我国典型城市大气汞污染及对人体健康的影响/span
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李林;周启星
  • 通讯作者：
    周启星
基于LIB-SVM的盾构隧道地表沉降预测方法研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    水资源与水工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    潘宇平;倪静;李林;耿雪玉
  • 通讯作者：
    耿雪玉
Ir/Fe(OH)x催化剂的设计合成及其在CO选择反应中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Angewandte Chemie International Edition
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林坚;乔波涛;刘景月;黄延强;王爱琴;李林;张万生;Lawrence F. Allard王晓东;张涛
  • 通讯作者：
    张涛
自绝缘氧化限制型850nm垂直腔面发射激光器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    固体电子学研究与进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李特;郝二娟;王勇;芦鹏;李再金;李林;曲轶;刘国军
  • 通讯作者：
    刘国军
鸡传染性法氏囊病免疫复合物疫苗对1日龄低水平母源抗体雏鸡免疫效果的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国畜牧兽医
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    章振华;李林;景小冬;张建伟;沈佳;史爱华;黄凤军;郑小兰;姜北宇
  • 通讯作者：
    姜北宇

其他文献

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李林的其他基金

深空多源扰动下超精密光机系统微米尺度形变与光路失调机理研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
    54 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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