The invention belongs to the technical field of space optical remote sensor, relates to a method for off-axis TMA camera focal plane alignment. The off-axis three mirror camera focal plane assembly has strict requirements, to ensure the infinity of coplanar focal plane in each field, ensure CCD device camera focal plane assembly in both ends at the same level, but also to ensure that the camera CCD device with the satellite center datum in the range of error. Especially for the off-axis three mirror system, and the position of focal plane imaging CCD device installed there is a certain inclination angle, in the adjustment of the assembly requirements, the other two indicators of the results will make the appropriate changes, so as to satisfy the above requirements more difficult. Introduces a method of estimating alignment guidance through simulation of the focal plane, and key technologies of the method are described, finally the method is verified in the off-axis three mirror camera, the camera focal plane of high precision assembly requirements.
【技术实现步骤摘要】
一种离轴三反相机焦面装调的方法
本专利技术属于航天光学遥感器
,涉及一种离轴三反相机焦面装调的方法,应用于航天光学。
技术介绍
随着科技的发展,对航天遥感测绘相机的分辨率要求越来越高,并且也希望其视场尽可能的宽。由于大孔径折射和折反式光学系统都需采用特殊光学材料或复杂的结构来消二级光谱,使其应用受到一定的限制。而反射光学系统由于具有不产生色差,适用于宽光谱成像;光路可折叠,便于缩短筒长使结构紧凑;各反射面可采用非球面,利于提高像质和减少零件数,实现系统轻量化;对温度变化不敏感,同时具有空气中和真空中焦面位置一致等特性,而特别适用于空间环境。离轴三反光学系统易于设计成长焦距兼大视场,并且无中心遮拦,因此成为航天遥感测绘相机的发展热点和趋势。本专利技术就离轴三反相机焦面装调技术进行了讨论。离轴三反相机的光路简图如图3所示,其中焦面主要装调难点为焦面与其装调水平面存在夹角θ,使得其装调难度加大。空间卫星对相机的焦面装调有着严格的要求,对于相机的焦面装调精度要求CCD器件线阵安装于相机的无穷远焦面位置,CCD器件的左右两端离无穷远焦面的装配误差小于1′;CCD器件线阵左右两端不水平度测试精度优于1′;相机视轴在水平面和竖直面内的投影与卫星基准偏差不大于3′。对于离轴三反系统,其焦面位置与安装平面存在一定的倾斜角度,使得上述三个装配要求相互关联,即按照其中一个要求进行装调时,其他两指标的结果同时变化,因此依照传统的装配方法很难满足,需要装配时三种要求进行整体考虑。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题:克服现有技术的不足,提出一种离轴三反相机焦面装调的方法,解决 ...
【技术保护点】
一种离轴三反相机焦面装调的方法,其特征在于由基准转换阶段和仿真辅助装调阶段配合完成,所述基准转换阶段实现步骤如下:步骤(1)建立平行光管坐标系,用平行光管的光轴方向代表卫星的+Z方向,平行光管竖直向上的方向代表卫星+X方向,平行光管水平面与+Z垂直的方向为卫星的+Y方向,三个方向符合右手定则;步骤(2)中建立相机坐标系O′‑X′Y′Z′,用粘在相机上的立方镜的法线引出,其中沿光轴方向为Z′轴,竖直向上为X′轴,水平方向与Z′轴垂直为Y′轴,三个方向符合右手定则,通过已知的卫星与相机立方镜的矩阵推算出相机+Z′在卫星坐标系YOZ平面的投影Z″与+Z方向的水平夹角∏
【技术特征摘要】
1.一种离轴三反相机焦面装调的方法,其特征在于由基准转换阶段和仿真辅助装调阶段配合完成,所述基准转换阶段实现步骤如下:步骤(1)建立平行光管坐标系,用平行光管的光轴方向代表卫星的+Z方向,平行光管竖直向上的方向代表卫星+X方向,平行光管水平面与+Z垂直的方向为卫星的+Y方向,三个方向符合右手定则;步骤(2)中建立相机坐标系O′-X′Y′Z′,用粘在相机上的立方镜的法线引出,其中沿光轴方向为Z′轴,竖直向上为X′轴,水平方向与Z′轴垂直为Y′轴,三个方向符合右手定则,通过已知的卫星与相机立方镜的矩阵推算出相机+Z′在卫星坐标系YOZ平面的投影Z″与+Z方向的水平夹角∏ZOZ″、相机+Z′与其在卫星坐标系YOZ平面的投影Z″的竖直夹角∏Z′OZ″和相机+Y′在卫星坐标系YOZ平面的投影Y″与+Y方向的竖直夹角∏Y′OY″,式中∏Y卫星Z′相机为+Y卫星与+Z′相机之间的夹角,∏Z卫星Z′相机为+Z卫星与+Z′相机之间的夹角,∏X卫星Z′相机为+X卫星与+Z′相机之间的夹角,∏X卫星Y′相机为+X卫星与+Y′相机之间的夹角:∏ZOZ″=atan(cos(∏Y卫星Z′相机)/cos(∏Z卫星Z′相机))∏Z′OZ″=90°-∏X卫星Z′相机∏Y′OY″=90°-∏X卫星Y′相机步骤(3)利用经纬仪瞄准平行光管,将平行光管光轴的竖直角度调整为90°,水平角度调整为0,再根据步骤(2)中所得夹角调整相机与平行光管之间的关系,使之和相机与卫星之间的角度关系相匹配,以上基准转换阶段结束;所述仿真辅助装调阶...
【专利技术属性】
技术研发人员:马丽娜,张继友,蔡伟军,王东杰,
申请(专利权)人:北京空间机电研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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