一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，其中，该装置包括：基准平面上有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面垂直于所述基准平面，且所述第一反射面和所述第二反射面相互垂直；所述第一反射面上设置有至少三个光源，光源的光线出射方向垂直于所述第一反射面；使所述星敏感器的感光面上形成对应于各个所述光源的光点。所述基准立方镜指向所述第一反射面的出射法线与第一反射面垂直，所述基准立方镜指向所述第二反射面的出射法线与第二反射面垂直。本发明专利技术实施例通过采用读取光点坐标标定基准立方镜安装误差的，达到了减少误差标定过程中的测量次数，减少了测量中的随机误差。

Calibration device and method for installation error of reference cube of star sensor

The invention provides a calibration device for the installation error of a star sensor reference cube, in which the device includes a first reflection surface and a second reflection surface on the base plane, and the first reflection surface and the second reflection surface are perpendicular to the reference plane, and the first anti shooting face and the second reflection surface are perpendicular to each other. At least three light sources are arranged on the first reflection surface, and the light emitting direction of the light source is perpendicular to the first reflection surface, and the photosensitive surface of the star sensor is formed to correspond to the light point of each of the light sources. The base cube mirror points to the first reflection surface perpendicular to the first reflection surface, and the reference cube mirror points to the second reflection surface perpendicular to the second reflection surface. In the embodiment of the invention, the installation error of the reference cubic mirror is calibrated by reading light point coordinates, and the number of measurements in the calibration process is reduced and the random error in the measurement is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置及方法
本专利技术涉及光电设备坐标系测量领域，具体而言，涉及一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置及方法。
技术介绍
星敏感器壳体上装有基准立方镜，用于转换星敏感器的测量的虚拟坐标系。而安装基准立方镜时不可避免会产生误差，因此需要对立方镜进行误差标定。现有技术中星敏感器基准立方镜安装误差的标定方法主要采用精密转台、经纬仪和单行模拟器组合测量的方法。经纬仪准直转台俯仰轴与基准镜X轴，将单行模拟器放在星敏镜头前方成像，转台沿着俯仰轴每隔特定角度运行，这样即可在星敏获得若干在一条直线上的像点，通过计算得出基准镜坐标系与测量坐标系之间的相对关系。现有技术一次标定过程中仅仅能得出两个自由度的姿态误差。需要调整后进行第二次标定，才能将三个自由度的姿态误差完全标定，多次测量会带来多的随机误差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，以提高星敏感器基准立方镜安装误差标定效率。第一方面，本专利技术实施例提供一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，定义所述星敏感器上所述基准立方镜上方向与所述星敏感器入射光轴相反的出射法线为X轴，所述基准立方镜上平面为Z轴，根据右手螺旋法则得到Y轴，其特征在于，包括：基准平台,所述基准平台具有一基准平面；设置于所述基准平面上的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面垂直于所述基准平面，且所述第一反射面和所述第二反射面相互垂直；所述第一反射面上设置有至少三个光源，各个所述光源的光线出射方向垂直于所述第一反射面；各个所述光源的出射光线用于到达置于所述基准平面的所述星敏感器上之后，使所述星敏感器的感光面上形成对应于各个所述光源的光点；所述基准立方镜指向所述第一反射面的出射法线方向为X轴，所述基准立方镜上平面的出射法线方向为Z轴，Y轴由右手螺旋法则自然生成；所述基准立方镜的所述X轴与所述第一反射面垂直，所述Y轴与所述第二反射面垂直。可选地，还包括：准直仪；所述准直仪，用于调整所述基准立方镜，使基准立方镜的所述X轴与所述第一反射面垂直，所述Y轴与所述第二反射面垂直。可选地，所述准直仪为两个，安装于基准平面。可选地，还包括：星敏感器三维调整基座；所述星敏感器三维调整基座，用于放置所述星敏感器，调整所述星敏感器的位置。第二方面，本专利技术实施例提供一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定方法，通过至少三点光源的出射光线进入放置于基准平面的星敏感器，使所述星敏感器的感光面上形成对应于各个所述光源的光点，通过所述通过光点坐标，标定所述星敏感器上的基准立方镜的安装误差；所述光源处于第一反射平面，所述第一反射平面垂直于所述基准平面，第二反射平面垂直于所述第一反射平面和所述基准平面；所述基准立方镜指向所述第一反射面的出射法线方向为X轴，所述基准立方镜上平面的出射法线方向为Z轴，Y轴由右手螺旋法则自然生成；所述基准立方镜的所述X轴与所述第一反射面垂直，所述Y轴与所述第二反射面垂直。可选地，通过准直仪调整所述基准立方镜，使基准立方镜的所述X轴与所述第一反射面垂直，所述Y轴与所述第二反射面垂直。可选地，通过两个分别正对第一反射面和第二反射面，安装于基准平面的准直仪对基准立方镜进行准直。可选地，所述星敏感器安装在星敏感器三维调整基座上。可选地，所述光源为四个，且呈正方形分布。本专利技术实施例提供星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，与现有技术中的精密转台、经纬仪和单行模拟器组合测量的方法相比，其仅仅需要一次测量就可以通过计算得到三个自由度的标定误差，减少了误差标定过程中的随机误差。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例所提供的星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置实物图；图2示出了本专利技术实施例所提供的星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置的假想成像图；图3示出了本专利技术实施例所提供的星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置的使用流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术实施例提供一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，包括：基准平台,基准平台具有一基准平面；设置于基准平面上的第一反射面和第二反射面，第一反射面和第二反射面垂直于基准平面，且第一反射面和第二反射面相互垂直；第一反射面上设置有至少三个光源，各个光源的光线出射方向垂直于第一反射面；各个光源的出射光线用于到达置于基准平面的星敏感器上之后，使星敏感器的感光面上形成对应于各个光源的光点；基准立方镜指向第一反射面的出射法线方向为X轴，基准立方镜上平面的出射法线方向为Z轴，Y轴由右手螺旋法则自然生成；基准立方镜的X轴与第一反射面垂直，Y轴与第二反射面垂直。本专利技术实施例中，先调整星敏感器，使星敏感器上的基准立方镜的相邻三个面中任意一面与第一反射面、第二反射面、基准平面中任意一面平行，且星敏感器能接收到第一反射面上至少三个光源发出的光线，并一一成像。通过光点在星敏感器上的像点坐标可以算出基准立方镜的安装误差。本专利技术实施例中还包括：准直仪；准直仪，用于调整所述基准立方镜，使基准立方镜的X轴与第一反射面垂直，Y轴与第二反射面垂直。本专利技术实施例中，为了方便标定误差可以将两台准直仪固定安装于基准平面，分别与第一反射面、第二反射面准直，不需要每次标定都对准直仪进行准直。本专利技术实施例中，还包括：星敏感器三维调整基座；星敏感器三维调整基座，用于放置星敏感器，调整星敏感器的位置。本专利技术实施例中，光源为四个，且呈正方形分布。本专利技术实施例中，采用四个光源，光源分布呈正方形仅仅是为了方便计算而非限定。仅有任意三个点的情况下，也可以通过数学计算得到四个呈正方形分布光源的成像。结合图2，使星敏感器接受光源并在星敏成像器件感光面上获得A’，E，F，K四个星点在星敏感器坐标系下的坐标，连接四个星点，四个对应星点坐标已知，所以A’K，KE，EA’长度可以推算得出，为a、b、c。将平面A’EFK平移，使得A与A’重合(以下用A点代替)，平移过程是为了便于了解，并未真实发生。K，E，F在AHIJ平面的投影点分别为B、C、D。令AB，AC为x，BK为y。在CE所在直线L上选一点k,使得kK平行BC。已知AK＝b，KE＝a，EA＝c。令AB和AC为x，BK为y。则x2+y2＝b2CE2+AE2-AC2＝c2-x2Kk2＝BC2＝AB2+AC2＝2x2KE2＝Kk2+kE2＝a2可列方程组如下：可以求得A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，定义所述星敏感器上所述基准立方镜上方向与所述星敏感器入射光轴相反的出射法线为X轴，所述基准立方镜上平面为Z轴，根据右手螺旋法则得到Y轴，其特征在于，包括：基准平台,所述基准平台具有一基准平面；设置于所述基准平面上的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面垂直于所述基准平面，且所述第一反射面和所述第二反射面相互垂直；所述第一反射面上设置有至少三个光源，各个所述光源的光线出射方向垂直于所述第一反射面；各个所述光源的出射光线用于到达置于所述基准平面的所述星敏感器上之后，使所述星敏感器的感光面上形成对应于各个所述光源的光点。

【技术特征摘要】
1.一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，定义所述星敏感器上所述基准立方镜上方向与所述星敏感器入射光轴相反的出射法线为X轴，所述基准立方镜上平面为Z轴，根据右手螺旋法则得到Y轴，其特征在于，包括：基准平台,所述基准平台具有一基准平面；设置于所述基准平面上的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面垂直于所述基准平面，且所述第一反射面和所述第二反射面相互垂直；所述第一反射面上设置有至少三个光源，各个所述光源的光线出射方向垂直于所述第一反射面；各个所述光源的出射光线用于到达置于所述基准平面的所述星敏感器上之后，使所述星敏感器的感光面上形成对应于各个所述光源的光点。2.根据权利要求1所述的星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，其特征在于，还包括：准直仪；所述准直仪，用于得到所述基准立方镜与所述第一反射面，所述第二反射面的转角。3.根据权利要求2所述星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，其特征在于，所述准直仪为两个，安装在基准平面上。4.根据权利要求1所述的星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，其特征在于，还包括：星敏感器三维调整基座；所述星敏感器三维调整基座，用于放置所述星敏感器，调整所述星敏感器的位置。5.根据权利要求1所述的星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置，其特征在于，还包括处理器，用于计算所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：单黎明，吕强，宋博，唐尧，
申请(专利权)人：北京国电高科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11