一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统及调整方法技术方案

本发明专利技术涉及一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统及调整方法。解决现有星敏感器的装调方式效率低、调整精度低的问题。该系统包括照明光源、目标测试靶组件、大视场平行光管、星敏感器和控制处理模块；目标测试靶组件包括一维平移台以及设置在一维平移台上的目标测试靶；目标测试靶上至少设置有中心星点、上星点、下星点、左星点和右星点，中心星点设置在目标测试靶的中心，上星点、下星点、左星点、右星点均布在以中心星点为圆心的圆周上；照明光源、目标测试靶组件、大视场平行光管、星敏感器依次设置；控制处理模块分别与一维平移台、安装调节架和星敏感器连接。同时，本发明专利技术还提供一种基于上述系统的星敏感器像面高精度正交性调整方法。

A High Precision Orthogonality Adjustment System and Method for Star Sensor Image Surface

The invention relates to a high-precision orthogonal adjustment system and adjustment method for star sensor image plane. To solve the problems of low efficiency and low adjustment accuracy of the existing star sensor mounting methods. The system includes illumination source, target test module, large field of view collimator, star sensor and control processing module; target test module includes one-dimensional translation platform and target test target set on one-dimensional translation platform; target test target is at least equipped with central star, upper star, lower star, left star and right star, and central star is set in the center of target test target. The center, upper, lower, left and right stars are all distributed on the circumference centered by the central stars; the lighting source, target test module, large field of view collimator and star sensor are arranged in turn; the control and processing module is connected with one-dimensional translation table, installation adjustment frame and star sensor respectively. At the same time, the invention also provides a high accuracy orthogonality adjustment method of star sensor image plane based on the above system.

【技术实现步骤摘要】
一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统及调整方法
本专利技术涉及光学装配领域，具体涉及一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统及调整方法。
技术介绍
星敏感器是目前精度最高的姿态测量敏感器，在空间定位以及遥感测绘等方面具有广泛的应用。星敏感器具有焦距短、视场大、精度高、应用广泛等特点。星敏感器主要由光学镜头及探测器组成，整机装调需要调整光学镜头的光轴与探测器正交，保证光学像面与探测器像面的高精度重合。传统的装调方式是通过平行光管和转台对光学系统轴外视场推扫成像，通过判读轴外视场的成像情况，从而调整光学镜头与探测器之间的连接垫片实现装调。此种装调方式依赖于中心光轴的定位精度以及转台的旋转精度，并且需要推扫成像测量判别。因此，此种方式效率较低、调整精度较低，严重影响了星敏感器的测量精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有星敏感器的装调方式效率低、调整精度低的问题，提供一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统及调整方法。本专利技术的技术解决方案如下：一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统，包括照明光源、目标测试靶组件、大视场平行光管、星敏感器和控制处理模块；所述目标测试靶组件包括一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统，其特征在于：包括照明光源(1)、目标测试靶组件、大视场平行光管(3)、星敏感器(4)和控制处理模块(6)；所述目标测试靶组件包括一维平移台(7)以及设置在一维平移台(7)上的目标测试靶(2)；所述目标测试靶(2)上至少设置有中心星点、上星点、下星点、左星点和右星点，所述中心星点设置在目标测试靶(2)的中心，所述上星点、下星点、左星点、右星点均布在以中心星点为圆心的圆周上；所述照明光源(1)、目标测试靶组件、大视场平行光管(3)、星敏感器(4)依次设置；所述照明光源(1)对目标测试靶(2)照明，所述目标测试靶(2)设置在大视场平行光管(3)的焦面上；...

【技术特征摘要】
1.一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统，其特征在于：包括照明光源(1)、目标测试靶组件、大视场平行光管(3)、星敏感器(4)和控制处理模块(6)；所述目标测试靶组件包括一维平移台(7)以及设置在一维平移台(7)上的目标测试靶(2)；所述目标测试靶(2)上至少设置有中心星点、上星点、下星点、左星点和右星点，所述中心星点设置在目标测试靶(2)的中心，所述上星点、下星点、左星点、右星点均布在以中心星点为圆心的圆周上；所述照明光源(1)、目标测试靶组件、大视场平行光管(3)、星敏感器(4)依次设置；所述照明光源(1)对目标测试靶(2)照明，所述目标测试靶(2)设置在大视场平行光管(3)的焦面上；所述星敏感器(4)放置在大视场平行光管(3)的出射光口径内；所述控制处理模块(6)分别与一维平移台(7)、安装调节架(8)和星敏感器(4)连接。2.根据权利要求1所述的实现星敏感器像面高精度正交性调整系统，其特征在于：所述照明光源(1)、目标测试靶组件、大视场平行光管(3)、星敏感器(4)均设置在隔振平台(5)上。3.根据权利要求2所述的实现星敏感器像面高精度正交性调整系统，其特征在于：所述照明光源(1)采用卤钨灯与积分球组合的方式实现大面积均匀照明，所述积分球的入光口处放置卤钨灯。4.根据权利要求1或2或3所述的实现星敏感器像面高精度正交性调整系统，其特征在于：所述星敏感器(4)的下方设置有安装调节架(8)。5.根据权利要求4所述的实现星敏感器像面高精度正交性调整系统，其特征在于：所述目标测试靶(2)的中心星点与大视场平行光管(3)的光轴重合。6.一种基于权利要求1至5任一所述系统的星敏感器像面高精度正交性调整方法，其特征在于，包括以下步骤：1)开启照明光源，对目标测试靶照明；2)一维平移台前后移动，实现目标测试靶的前后离焦；3)星敏感器实时采集目标测试靶的测试图像，通过质心判读算法计算不同离焦处各星点的弥散斑直径，找到各星点成像时弥散斑直径最小的图像，并提取该图像对应的一维平移台位置，该位置为各星点的最佳成像时的一维平移台的轴向位置d1～d5；d1为中心星点最佳成像时所对应的一维平移台位置，d2为上星点最佳成像时所对应的一维平移台位置，d3为下星点最佳成像时所对应的一维平移台位置，d4为左星点最佳成像时所对应的一维平移台位置；d5为右星点最佳成像时所对应的一维平移...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学敏，吕进剑，康晓鹏，闫晓军，杜伟峰，陆建，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61