摘要
试验室模拟空间环境下开展的基于数字图像相关（DIC，DigitalImageCorrelation）技
术的航天器高稳定结构的高精度微变形测量试验中，由于被测结构样件变形小，测量精度
需求高，测量环境（振动、环境光、温度、气压等）会对DIC测量系统造成影响，导致测
量结果误差较大，无法准确判断高稳定结构是否达到设计指标。因此，如何有效预测评价、
减弱或消除测量环境对DIC测量造成的影响，保证测量精度和稳定性，是目前需要解决
的问题。
针对该问题，本文将多物理场试验环境解耦，分析了微振动、温度、光强3个环境因
子对DIC测量的影响特性，设计并实施了各环境因子对DIC测量影响规律探究试验，探
究各环境因子对高精度DIC测量的影响规律，提出了环境因子分离控制方案，并验证了
分离控制方案的有效性，旨在提升高精度DIC变形测量的精度和稳定性，获得更加准确
的测试数据。
本研究获得如下阶段性成果：
1.通过试验和对试验结果分析得出，试验室环境微振动对DIC变形测量结果的影响
不可忽略。采用空气弹簧隔振技术，试验证明隔振效果良好，可有效降低环境振动对高精
度DIC测量带来的影响。
2.试验证明试验环境光强变化会对DIC测量结果产生影响，分析原因是由于散斑的
灰度变化，极端光强（太亮或太暗）会使DIC所采集图像无法匹配从而导致测量失败。
采用滤波片环境光隔离技术可有效降低光强变化对DIC测量带来的影响。试验结果表明
在DIC可匹配的光强范围内，光强越大（即图像亮度越高）测量精度越高。
3.试验发现测量系统温度变化会对DIC测量结果产生影响，分析原因一为相机自热
和相机基线杆受热膨胀导致相机的相对位姿变化导致的相机标定内外参数变化，原因二
为相机光路中空气温度变化带来的光路变化，测量结果表明两种因素对DIC测量的影响
均为微米级。采取进行相机测前预热，并将采集系统置于隔热装置，可有效消除温度变化
对DIC系统的影响。试验表明采取这些措施后测量结果更加准确可靠。
关键词：航天器高稳定结构数字图像相关技术环境影响因子影响规律
Abstract
Forhighstablestructuralcomponentsinaspacecraft,itiscriticaltotestitsdeformationin
asimulatedspaceenvironmentinalabinordertoverifyrationalityandvalidityofthedesign.
Experimentsshowthatthevariantsinlabenvironment,includingvibration,ambientlight,
temperature,airpressure,etc.Seriouslyaffectthemeasurementsystem,vizDIC(DigitalImage
Correlation)SYS,andresultininaccurateandunstablemeasurement.Therefore,researchingthe
mechanismofhowenvironmentalvariantsaffectthemeasureaccuracyofcomponents
deformationandexploringthemethodsofhowtoimproveitareexpected.
BydecouplingthevariantsofexperimentalenvironmentbasedonDICmentionedabove,
thoughrespectiveexperimentsandfurtheranalyzingthetestingresults,theinfluencing
mechanismforeachvariantisin