【技术实现步骤摘要】
一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统及方法
本专利技术涉及恒星指向测量
,特别涉及一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统方法,包括评价原理、硬件组成和相应的方法步骤。
技术介绍
空间极高精度指向测量仪器主要指以恒星为参考目标,通过星光定向技术确定飞行器在惯性坐标系下的姿态指向信息。随着航天技术的进一步发展,以大比例尺测绘卫星、自主导航卫星、光学成像侦察卫星、目标监测预警卫星等为代表的高性能卫星对空间指向测量精度提出了极高精度要求,由目前已实现的亚角秒测量精度继续向毫角秒精度逼近。在空间恒星指向测量技术中,在轨的外热流对测量仪器的低频误差影响不可忽视。在亚角秒精度星光测量仪器的设计中,通过热不敏光机结构、高精度温度控制技术等手段对热光耦合效应进行有效抑制。但这些方法均属于被动手段,其实现思想是通过建立更温和的温度环境降低热冲击对测量仪器的影响,同时采用对温度波动更不敏感的结构进一步提高测量仪器的稳定性。在这个过程中,对于测量仪器受到热光效应后自身的实际变化量不过分评价。通过这样的设计思想,是可以实现0.3″的指向测量精度水平的。为了进一步提升指向测量精度,使其最终达到毫角秒量级,那么空间热光效应对测量仪器的具体影响程度是需要首先被确认的,从而才可能在此基础上采取更精细的手段,将热光耦合效应产生的测量仪器测量精度的波动量进行补偿,为最终实现毫角秒量级测量精度提供基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于基于可空间在轨飞行为前提,建立一种简单可靠的评价 ...
【技术保护点】
1.一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统,其特征在于包括:主反射镜(1)、次反射镜(2)、透镜组(3)、自监视组件光源(4)、分光镜(5)、探测器(6)、电加热片和测温电阻;电加热片与测温电阻均粘贴于主反射镜(1)表面;/n恒星光依次通过主反射镜(1)、次反射镜(2)、透镜组(3)、分光镜(5)后成像于探测器(6)上,形成恒星星光光路;自监视组件光源(4)发出的模拟星点光依次通过分光镜(5)、透镜组(3)、次反射镜(2)后到达主反射镜(1)表面;经主反射镜(1)反射后,再依次通过次反射镜(2)、透镜组(3)、分光镜(5)成像于探测器(6)上,形成模拟星光光路;恒星星光光路与模拟星光光路共用主反射镜(1)、次反射镜(2)、透镜组(3)、分光镜(5),这种光路共用的设计实现了双光路的耦合。/n
【技术特征摘要】
1.一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统,其特征在于包括:主反射镜(1)、次反射镜(2)、透镜组(3)、自监视组件光源(4)、分光镜(5)、探测器(6)、电加热片和测温电阻;电加热片与测温电阻均粘贴于主反射镜(1)表面;
恒星光依次通过主反射镜(1)、次反射镜(2)、透镜组(3)、分光镜(5)后成像于探测器(6)上,形成恒星星光光路;自监视组件光源(4)发出的模拟星点光依次通过分光镜(5)、透镜组(3)、次反射镜(2)后到达主反射镜(1)表面;经主反射镜(1)反射后,再依次通过次反射镜(2)、透镜组(3)、分光镜(5)成像于探测器(6)上,形成模拟星光光路;恒星星光光路与模拟星光光路共用主反射镜(1)、次反射镜(2)、透镜组(3)、分光镜(5),这种光路共用的设计实现了双光路的耦合。
2.根据权利要求1所述的一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统,其特征在于:当有100%的能量入射分光镜(5)时,有90%的能量经90°反射后进入探测器(6),10%的能量直接透过分光镜(5)。
3.根据权利要求1所述的一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统,其特征在于:所述分光镜(5)将整个光学系统分成两个焦面,一个焦面放置探测器(6),对目标进行成像,另一个焦面放置自监视组件光源(4),使得自监视组件光源(4)发出的光经过光学系统后,打到次反射镜(2)的平面表面,再次返回光学系统,最终成像于探测器(6)。
4.根据权利要求1所述的一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统,其特征在于:次反射镜(2)的反射面由两部分组成,一个是具有光线汇聚的非球面部分,当光线入射到该表面后,在焦面成像;另一个的平面部分,当光线入射到该表面后,进行180°折返,以平行光的形式再次进入光学系统。
5.根据权利要求1所述的一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统,其特征在于:所述自监视组件光源(4)发出的是小孔星点光,模拟恒星光特性,发射出指定波长的点光源;该点光源根据几何光学物像转换关系,可以等价于在光学系统物方发出的平行光。
6.根据权利要求1所述的一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统,其特征在于:所述电加热片采用矩形加热片,加热片数量为8片,首片粘接于主反射镜(1)的圆柱表面下部,定义该下部与空间极高精度测量仪器在卫星上的结构安装面平行;每个加热片间隔角度45°;加热功率根据空间极高精度指向测量仪器光学通光口径大小和空间极高精度指向测量仪器在轨工作时的空间热辐照情况进行设计,保证加热片在不同空间环境下可以控制主反射镜(1)表面的温度均匀,并保证温度控制温度梯度小于0.3℃。
7.根据权利要求1所述的一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统,其特征在于:所述测温电阻为温度传感器,用于测量被测表面的温度水平;测温电阻分为两组,第一组的数量为8个,位置在8片加热片附近。用于测试加热片加热后主反射镜(1)表面温度;另一组为9个,其中一个粘贴于主反射镜(1)后部的镜面中心,测试主反射镜(1)轴上点的温度,其他8个粘贴于主反射镜(1)后部等效视场为0.5视场的位置;各测点...
【专利技术属性】
技术研发人员:王晓燕,袁利,王立,武延鹏,郑然,程会艳,李玉明,王苗苗,隋杰,
申请(专利权)人:北京控制工程研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。