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静止轨道光学遥感卫星采用三轴稳定姿态控制方式，相比自旋稳定姿态控制方式，可以使仪器的光学扫描效率从原来的5％左右，提高到80％以上，这也是第二代同步轨道光学遥感卫星与第一代同步轨道光学遥感卫星的重要差别之一，也是今后该轨道光学仪器对地观测的发展方向。 但是，考虑到现在空间光学相机的反射式主光学系统视场一般较小，不能满足对地观测的20°×20°的观察范围。为此，在主光学系统前面需要增加一块指向镜实现绕两个方向上的来回摆动，来增大仪器的观测范围。 本论文首先阐述了大口径空间指向镜及其支撑结构的研究目的和意义，介绍了空间指向镜材料、轻量化设计和支撑方式在国内外研究现状，针对课题研究任务研制一块应用于空间相机的外形尺寸为650mm×550mm平面指向镜，通过比较常用指向镜的镜坯材料的优缺点，本论文选择等压烧结的碳化硅作为指向镜的镜坯材料，重点探讨了指向镜轻量化设计及其支撑结构组件设计方案，并借助有限单元法的大型通用软件MSC.Patran、MSC.Nastran对设计方案中的指向镜进行重力场下静力学变形分析，镜子自由状态和固定约束状态下模态分析，及在均匀稳态温度梯度场下进行指向镜热变形分析。然后利用非线性仿真软件MSC.Marc对指向镜与支撑结构组件之间的接触应力对镜面面形精度进行分析。最后采用瑞奇-康芒法加干涉仪的检测方法对指向镜和支撑结构组件安装集成过程以及摸底正弦振动试验前后的镜子面形进行检测，用来验证指向镜及其支撑结构设计是否满足使用要求。