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主动激光设备的激光发散角很小，在受到安装平台振动干扰时，其对目标的指向精度变差，使得目标点接收到的能量出现起伏，极大地降低了系统间光链路的效率，更有甚者将导致系统工作任务的失败。因此，为建立和保持高精度的光链路，这类系统中常加入捕获跟踪指向(ATP)系统，以实现目标的扫描捕获、动态跟踪。在这种情况下，平台振动对光学设备的影响不仅与振源特性和结构传递特性有关，还受到ATP光学系统和控制系统的影响。
本论文基于中国科学院知识创新工程重大项目的支持，对某卫星星上ATP载荷在反作用轮组振动干扰下的ATP精度进行了仿真分析和实验测试。主要研究内容包括以下几个方面:
1)由飞轮动静不平衡理论和倍频干扰特性，得到了反作用轮组的正弦叠加干扰模型，根据单个反作用轮干扰力和干扰力矩测量数据，修正了理论模型，并对其中的待定系数进行了拟合求解;
2)建立了卫星和载荷的有限元模型，建模中应用等效板理论对卫星舱板进行了铺层板等效，通过轴承弹性系数矩阵的求解、ATP粗跟踪系统转角传递特性的分析，使用弹簧单元模拟了轴承结合处;将反作用轮组干扰分解为12个基本扫频输入，求得了各个输入形式下的结构频率响应特性，并编写了Matlab程序，用于计算反作用轮组在不同转速下各部件的线位移和旋转矩阵;
3)利用光线追迹法、坐标旋转变换和四元数法，在Matlab环境下仿真了理想ATP光学系统成像、反作用轮组干扰下的ATP系统光斑质心变化，并进一步在ATP精跟踪系统闭环控制模型中仿真得到了ATP系统跟踪精度;
4)通过悬吊方式在地面模拟了空间失重环境，用加速度计测量了反作用轮微振动干扰下载荷安装面的加速度，由二次积分方法得到了线位移和角位移;在反作用轮不同转速下，采集了ATP精跟踪相机的质心值，分析得到了反作用轮对跟踪精度影响的大小。
本文的创新点主要有:
1)基于反作用轮组干扰模型求解、卫星和载荷有限元等效建模、光学系统光线追迹成像和ATP系统控制模型，由Matlab程序模块实现了反作用轮组干扰对ATP系统跟踪误差影响的分析;
2)地面环境下搭建了微振动测量测试系统，利用加速度计测量了安装界面的线位移和角位移，同时通过ATP系统中精跟踪相机的光斑质心数据，分析得到了反作用轮对ATP跟踪精度的影响。