【技术实现步骤摘要】
一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及星敏感器探测器领域,特别涉及一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量方法。
技术介绍
[0002]星敏感器是一种以图像探测器为核心器件的高精度空间指向测量仪器。星敏感器以天球坐标系中的恒星指向为参考,探测不同位置的恒星的成像星点进行定心计算,根据星点之间的角距,对照星表进行星图识别,从而解算星敏感器自身在天球坐标系下的位置,给出仪器姿态以及光轴指向或目标指向,为航空航天飞行器,例如卫星、导弹、宇航飞船等,提供准确的姿态及空间方位。
[0003]星敏感器的定心过程是由获取的星点图像进行质心计算得到星点中心位置,是星敏感器算法流程中重要的一环,其中精确星点图像的获取至关重要,它直接影响了定心精度及最终星敏感器指向精度及输出姿态的精度。
[0004]星敏感器星点成像的过程是:从恒星发出光线经过空间传播后到达星敏感器,首先经过光学系统汇聚于像面形成星点斑,然后经过光电转换被图像探测器接收形成数字信号。一方面,光学系统的像差使成像星点形状改变,表现为在视场内的系统误差,通过光学系统psf标定与修正可有效缓解该项误差;另一方面,由于图像传感器的制造工艺限制,图像探测器像素间的光电响应并不均匀,光电响应不均匀性对定心精度的影响可以通过平场校正消除。
[0005]而另一个容易被忽略的问题是:探测器制造过程中,从掩模图形到光刻胶图形的转移等过程的工艺缺陷,使图像探测器的像素位置并不按照理想网格状均匀分布,即像素存在 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于:包括光源组件、光纤盒组件、真空干涉组件和信号发生器(7);所述光源组件包括稳频激光器(1)、光隔离器(2)和光纤耦合器(3)及保偏单模光纤(4),稳频激光器(1)出射线偏振稳频激光,通过光隔离器(2),之后经过光纤耦合器(3),进入保偏单模光纤(4);所述光纤盒组件包括一分二保偏光纤分束器(5)、电光调制器(6)、光开关(8),光源组件中的保偏单模光纤(4)进入光纤盒后,与一分二保偏光纤分束器(5)连接进而分为两束,其中一束连接电光调制器(6),信号发生器(7)控制电光调制器(6)对光束的相位进行调制,电光调制器(6)出射光束与光纤分束器(5)出射的另一路光束进入光开关(8),光开关(8)的多通道光纤出口与真空干涉组件连接;所述真空干涉组件包括穿舱光纤(9)、光纤压块(10)、图像探测器(11)、光学平台(12),光纤盒组件中的光开关(8)的出口光纤与穿舱光纤(9)连接,穿舱光纤(9)连接光纤压块(10),光纤压块(10)正对被测探测器(11),光纤压块(10)与被测探测器(11)均固定于光学平台(12)上。2.如权利要求1所述的一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于,所述稳频激光器(1)为处于频率稳定模式的氦氖稳频激光器;稳频激光器(1)出射激光的振动方向与光隔离器(2)的起偏元件透光方向保持一致。3.如权利要求1所述的一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于,所述光源组件部分置于玻璃盒内,防止空气扰动。4.如权利要求1所述的一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于,所述光开关(8)为2
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8型光开关,两个输入通道,八个输出通道。5.如权利要求1所述的一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于,所述真空干涉组件置于真空罐(13)中。6.如权利要求1所述的一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于,所述光纤压块(10)为光纤固定结构,八根光纤分为两组,呈“十”字形分布,两个方向相邻光纤距离相同。7.如权利要求1所述的一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于,所述保偏单模光纤(4)、光纤分束器(5)、电光调制器(6)、光开关(8)、穿舱光纤(9)、光纤压块(10)的光纤均为单模保偏光纤,光纤之间采用光纤法兰连接,且所有光纤通光波段对应稳频激光器(1)出射的激光波长。8.如权利要求1所述的一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于,固定于所述光纤压块(10)中的所有光纤的慢轴方向为同一方向。9.如权利要求1所述的一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置,其特征在于,所述信号发生器(7)驱动电光调制器(6),信号发生器(7)的输出波形由计算机(14)给出。10.一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:1)搭建一种基于高精度外差干涉的图像探测器像素位置偏差测量装置;2)真空罐抽真空,使激光干涉组件置于真空环境;
3)选择光开关(8)的任意两通道,产生外差干涉条纹,图像探测器(11)采集一系列干涉条纹,计算机(14)计算外差干涉条纹的时域相位;4)计算机(14)根据计算的外差干涉条纹的时域相位反馈调节发送至信号发生器(7)的周期信号,直至图像探测器采集到时域相位分布均匀的外差干涉条纹;5)选择光开关(8)两通道,产生一组空间频率下的外差干涉条纹,图像探测器(11)采集多...
【专利技术属性】
技术研发人员:王立,袁利,齐静雅,武延鹏,郑然,李玉明,程会艳,张承钰,孟小迪,
申请(专利权)人:北京控制工程研究所,
类型:发明
国别省市:
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