一种激光器零重力指向的评估方法及系统技术方案

一种激光器零重力指向的评估方法及系统，包括(1)搭建测试光路；(2)打开测试激光器及基准光纤激光器，使二者光斑都显示在CCD成像焦面上，确定两光斑的质心，并分别测量二者质心在X轴及Y轴的相对距离；(3)计算测试激光器出光光轴的指向，即俯仰角和方位角；(4)将测试激光器上下翻转180°倒置安装，分别测量两个激光器的光斑质心在X轴和Y轴的相对距离；(5)计算测试激光器翻转后的出光光轴指向；(6)计算零重力下测试激光器出光光轴指向；(7)进行多次测量，将平均值作为最终的零重力指向评估结果。该评估方法及系统解决了测试中不能评估星上指向状态的问题，测试原理及数据处理过程简单，不包含仿真分析及计算误差。

An evaluation method and system of zero gravity direction of laser

【技术实现步骤摘要】
一种激光器零重力指向的评估方法及系统
本专利技术属于星载激光测距仪测试领域，涉及一种激光器出射光束光轴的零重力指向的评估方法，可用于星载激光测距仪设计、装调、测试过程中激光器光轴指向偏转的获取。
技术介绍
星载激光测距仪需要在地面重力的环境中完成安装、光学装调和测试，而其在轨工作环境为微重力环境。这种环境条件的天地不一致性，会导致激光器出光光轴的指向发生一定的变化。对于这一问题可以通过两种途径解决：1)地面测试评估零重力环境中激光出光光轴指向；2)在轨期间进行标定。目前国内学者的研究多集中于在轨期间的标定上。相关专利包括CN201610458680李松等的专利技术专利《一种基于指向角残差的星载激光测高仪指向角系统误差标定方法》，或者CN201710259896唐新明等的专利技术专利《基于金字塔搜索地形匹配的星载激光在轨指向检校方法》。在轨期间的激光指向标定需要提取激光数据和地形数据，对这些数据进行建模和计算。仅依赖该种方法对数据传输及计算有较高的要求。且标定后很可能需要相关机构对光轴进行调整，如果地面设计、测试阶段没有较好的评估方法，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光器零重力指向的评估方法，其特征在于步骤如下：/n(1)搭建测试光路，测试光路包括测试激光器(1)、基准光纤激光器(2)、平行光管(3)和CCD成像焦面(4)；/n(2)打开测试激光器(1)及基准光纤激光器(2)，使二者光斑都显示在CCD成像焦面(4)上，确定两光斑的质心，并分别测量二者质心在X轴及Y轴的相对距离Δt

【技术特征摘要】
1.一种激光器零重力指向的评估方法，其特征在于步骤如下：
(1)搭建测试光路，测试光路包括测试激光器(1)、基准光纤激光器(2)、平行光管(3)和CCD成像焦面(4)；
(2)打开测试激光器(1)及基准光纤激光器(2)，使二者光斑都显示在CCD成像焦面(4)上，确定两光斑的质心，并分别测量二者质心在X轴及Y轴的相对距离Δt0、Δh0；
(3)计算测试激光器(1)出光光轴的指向，即俯仰角和方位角；
(4)将测试激光器(1)上下翻转180°倒置安装，重复步骤(2)，分别测量两个激光器的光斑质心在X轴和Y轴的相对距离Δt180、Δh180；
(5)计算测试激光器(1)翻转后的出光光轴的指向；
(6)计算零重力下测试激光器(1)出光光轴的指向；
(7)重复步骤(1)-(6)，进行多次测量，计算测试激光器(1)出光光轴的俯仰角与方位角，将平均值作为最终的零重力指向评估结果。


2.根据权利要求1所述的一种激光器零重力指向的评估方法，其特征在于：所述测试光路中，测试激光器(1)和基准光纤激光器(2)固定在光学平台上，发射的激光通过平行光管(3)最终在CCD成像焦面(4)上成像，测试激光器(1)和基准光纤激光器(2)发出的激光平行。


3.根据权利要求1所述的一种激光器零重力指向的评估方法，其特征在于：所述步骤(2)测量二者质心在X轴及Y轴的相对距离Δt0、Δh0，是在焦面测量坐标系中进行，该坐标系中，以基准光纤激光器(2)在CCD成像焦面(4)的光斑质心为原点，焦面像素与地面平行的一条边为X轴，与该条边垂直的另一条像素边为Y轴。


4.根据权利要求3所述的一种激光器零重力指向的评估方法，其特征在于：步骤(3)计算测试激光器(1)出光光轴的俯仰角和方位角，具体位置：
俯仰角
方位角
其中，f为平行光管的焦距。


5.根据权利要求4所述的一种激光器零重力指向的评估方法，其特征在于：步骤(5)中测试激光器(1)翻转后的出光光轴的指向具体为：
俯仰角
方位角


6.根据权利要求5所述的一种激光器零重力指向的评估方法，其特征在于：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：战蓝，王春辉，张晨阳，蒙裴贝，李旭，齐明，
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