一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法和一种空间光学遥感器技术

一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法，包括以下步骤：待空间光学遥感器发射至轨道后，检测空间光学遥感器的成像结果；分析成像结果，得出空间光学遥感器的波像差；判断空间光学遥感器的波像差是否满足需求；若否，在将空间光学遥感器的波像差进行光学解算后，根据光学解算的结果进行次镜的位置和姿态的在轨调整，直至空间光学遥感器的波像差满足需求；若是，则次镜的位置和姿态调整结束。上述空间光学遥感器次镜在轨调整方法，分析空间光学遥感器的成像结果后，进行次镜的位置和姿态的在轨调整，可以有效补偿光学系统中各光学元件的位姿误差，可以有效改善大口径长焦距离轴三反光学系统的在轨成像性能。此外，还提供一种空间光学遥感器。

【技术实现步骤摘要】
一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法和一种空间光学遥感器
本专利技术涉及光学设备
，尤其涉及一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法和一种空间光学遥感器。
技术介绍
空间光学遥感器目前已广泛应用于地球资源普查、地形测绘、海洋研究、气象预报等多个领域。随着空间遥感技术的不断发展，对空间光学遥感器的分辨率要求越来越高，光学系统的焦距和口径需要设计的越来越大，大口径和长焦距已经成为当前空间光学遥感领域的主要发展方向。随着空间光学遥感器的口径和焦距不断增大，其尺寸和重量也急剧增加，空间光学遥感器在地面装调和检测时，由于重力影响无法完全消除，会使大尺寸反射镜及其支撑结构发生一定的重力变形，引起反射镜的面形误差和位姿误差，也会使遥感器的轻量化机身发生一定的重力变形，导致遥感器光学系统在地面装调和检测到最优状态时，各反射镜实际上已经包含了重力变形引入的面形误差和位姿误差。空间光学遥感器发射入轨后工作在空间微重力环境中，空间光学遥感器在地面装调时引入的重力变形会发生回弹释放，导致空间光学遥感器中各反射镜产生一定的面形精度误差和位姿误差，使得光学系统产生一定的波像差，从而影响空间光学遥感器的在轨成像质量。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种可以有效改善在轨成像质量的一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法和一种空间光学遥感器。一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法，包括以下步骤：待空间光学遥感器发射至轨道后，检测所述空间光学遥感器的成像结果；分析所述成像结果，得出所述空间光学遥感器的波像差；判断所述空间光学遥感器的波像差是否满足需求；若否，在将所述空间光学遥感器的波像差进行光学解算后，根据光学解算的结果进行次镜的位置和姿态的在轨调整，直至所述空间光学遥感器的波像差满足需求；若是，则所述次镜的位置和姿态调整结束。采用上述空间光学遥感器次镜在轨调整方法，待空间光学遥感器发射至轨道后，分析空间光学遥感器的成像结果可以得出空间光学遥感器的波像差，光学解算后进行次镜的位置和姿态的在轨调整，可以有效补偿光学系统中各光学元件的位姿误差，从而使空间光学遥感器的波像差满足需求，可以有效改善大口径长焦距离轴三反光学系统的在轨成像性能。在一个实施例中，所述次镜的位置和姿态的在轨调整的操作中，根据所述空间光学遥感器的所述次镜的位置和姿态的允差来确定调整精度。在一个实施例中，所述次镜的位置和姿态的在轨调整的操作中，所述次镜沿X方向的直线运动精度小于等于0.003mm；所述次镜沿Y方向的直线运动精度小于等于0.003mm；所述次镜沿Z方向的直线运动精度小于等于0.01mm。在一个实施例中，所述次镜的位置和姿态的在轨调整的操作中，所述次镜绕X方向的转角精度小于等于1″；所述次镜绕Y方向的转角精度小于等于1″；所述次镜绕Z方向的转角精度小于等于1.5″。在一个实施例中，所述次镜的位置和姿态的在轨调整的操作中，根据所述次镜对主镜和三镜的位姿误差补偿所需的调整量，确定所述次镜的调整范围。在一个实施例中，所述次镜沿X方向、Y方向和Z方向的平移运动行程需要根据所述次镜对所述主镜和所述三镜的位姿误差补偿所需的调整量来确定。在一个实施例中，所述次镜绕X方向、Y方向和Z方向的转角运动行程需要满足所述次镜对所述主镜和所述三镜的转角误差补偿的要求。在一个实施例中，所述次镜的位置和姿态的在轨调整的操作中，对所述次镜进行沿X方向、Y方向和Z方向的平移运动和绕X方向、Y方向和Z方向的转角运动的六自由度运动调整。一种空间光学遥感器，包括主镜、次镜和三镜；所述主镜和所述三镜设于同一个主承力框架上；所述次镜设于所述主镜和所述三镜的反射光路上，所述次镜设于调整机构上，所述调整机构驱动所述次镜进行位置和姿态的调整；所述光线入射至所述主镜，经所述主镜反射至所述次镜，再经所述次镜反射至所述三镜。上述空间光学遥感器，将主镜和三镜布置在同一个主承力框架上，装调时通过光学检测手段保证主镜和三镜的位姿准确。在地面装调时通过光学检测手段将次镜装调到最佳位姿，发射入轨后根据空间光学遥感器的成像结果判断次镜需要的调整量，通过次镜的调整机构实现次镜位姿的精密调整，可以有效补偿空间光学遥感器的光学系统因重力变形回弹释放引起的波像差，从而提高空间光学遥感器的成像质量。在一个实施例中，所述调整机构驱动所述次镜进行六自由度运动进行位置和姿态的调整。附图说明图1为一实施方式的空间光学遥感器的TMA离轴三反式光学系统的示意图；图2为一实施方式的便于采用空间光学遥感器次镜在轨调整方法的空间光学遥感器的光学系统的示意图；图3为空间光学遥感器次镜在轨调整方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术中所说的固定连接，包括直接固定连接和间接固定。如图1所示空间光学遥感器为某大口径长焦距离轴三反式空间光学遥感器。该空间光学遥感器采用TMA离轴三反式光学系统，包括主镜10、次镜20和三镜30。其中，光线入射至主镜10，经主镜10反射至次镜20，再经次镜20反射至三镜30，经三镜30反射至像面60。如图2所示，提供一实施方式的可以采用空间光学遥感器次镜在轨调整方法进行次镜位姿调整的空间光学遥感器，包括主镜10、次镜20和三镜30。主镜10和三镜30设于同一个主承力框架40上。次镜20设于主镜10和三镜30的反射光路上，次镜20设于调整机构50上，调整机构50驱动次镜20进行位置和姿态的调整。光线入射至主镜10，经主镜10反射至次镜20，再经次镜20反射至三镜30。经三镜30反射至像面60。上述空间光学遥感器，将主镜10和三镜30布置在同一个主承力框架40上，装调时通过光学检测手段保证主镜10和三镜30的位姿准确。在地面装调时通过光学检测手段将次镜20装调到最佳位姿，发射入轨后根据空间光学遥感器的成像结果判断次镜20需要的调整量，通过次镜20的调整机构50实现次镜20位姿的精密调整，可以有效补偿空间光学遥感器的光学系统因重力变形回弹释放引起的波像差，从而提高空间光学遥感器的成像质量。在一个实施例中，调整机构50驱动次镜20进行六自由度运动进行位置和姿态的调整。调整机构50驱动次镜20进行六自由度的姿态调整，次镜20的位置调整更为精确。针对该光学系统进行设计优化，通过光学设计仿真可以得出系统中各光学元件的位置和姿态允差分配如表1所列。表1光学系统中各光学元件的位姿允差在空间光学遥感器为光机结构设计时，各反射镜需要通过设计柔性支撑结构来保证面形精度，各反射镜之间通过空间光学遥感器机身来保证相对位置关系，柔性支撑结构和轻量化机身在重力作用下会发生一定的变形。该空间光学遥感器光学系统中主镜10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法，其特征在于，包括以下步骤：/n待空间光学遥感器发射至轨道后，检测所述空间光学遥感器的成像结果；/n分析所述成像结果，得出所述空间光学遥感器的波像差；/n判断所述空间光学遥感器的波像差是否满足需求；/n若否，在将所述空间光学遥感器的波像差进行光学解算后，根据光学解算的结果进行次镜的位置和姿态的在轨调整，直至所述空间光学遥感器的波像差满足需求；/n若是，则所述次镜的位置和姿态调整结束。/n

【技术特征摘要】
1.一种空间光学遥感器次镜在轨调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
待空间光学遥感器发射至轨道后，检测所述空间光学遥感器的成像结果；
分析所述成像结果，得出所述空间光学遥感器的波像差；
判断所述空间光学遥感器的波像差是否满足需求；
若否，在将所述空间光学遥感器的波像差进行光学解算后，根据光学解算的结果进行次镜的位置和姿态的在轨调整，直至所述空间光学遥感器的波像差满足需求；
若是，则所述次镜的位置和姿态调整结束。


2.如权利要求1所述的空间光学遥感器次镜在轨调整方法，其特征在于，所述次镜的位置和姿态的在轨调整的操作中，根据所述空间光学遥感器的所述次镜的位置和姿态的允差来确定调整精度。


3.如权利要求2所述的空间光学遥感器次镜在轨调整方法，其特征在于，所述次镜的位置和姿态的在轨调整的操作中，所述次镜沿X方向的直线运动精度小于等于0.003mm；所述次镜沿Y方向的直线运动精度小于等于0.003mm；所述次镜沿Z方向的直线运动精度小于等于0.01mm。


4.如权利要求2所述的空间光学遥感器次镜在轨调整方法，其特征在于，所述次镜的位置和姿态的在轨调整的操作中，所述次镜绕X方向的转角精度小于等于1″；所述次镜绕Y方向的转角精度小于等于1″；所述次镜绕Z方向的转角精度小于等于1.5″。


5.如权利要求1所述的空间光学遥感器次镜在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭疆，李宪斌，薛栋林，邵明东，李元鹏，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22