【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及星敏感器，尤其涉及一种惯组捷联式星敏感器及其应用。
技术介绍
1、目前，天文导航系统主要使用的仪器是星敏感器，通过星点在图像传感器平面上的投影，进行星图识别，在导航星库中找到相应恒星的赤经和赤纬。在一次观测中观测到多颗恒星的信息，利用星敏感器与载体的几何关系和星矢量在星敏感器坐标系、惯性坐标系中的关系可以得到载体的三轴姿态角。由于恒星在天球惯性坐标系中的位置基本保持不变，因此通过星敏感器测得的姿态信息基本上不存在漂移误差，从这一点来看，可以把星敏感器视为不存在漂移的陀螺。
2、目前常规的天文导航定位、定姿算法通常需要观测两颗以上的恒星才能完成对位置和姿态的解算。并且在进行导航时，为了获得较好的导航精度，对于恒星的选取也有要求。但在实际飞行过程中，由于星敏感器始终随着飞行器处于不断的运动过程中，同时飞行器还受到当地气象、高度等条件的约束，要同时实现选择两颗及以上的具有较好几何配置关系的恒星比较困难。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提出一种惯组捷联式星敏感器及其应用，将直筒式光学系统的星敏感器进行折转压缩后，安装到惯性导航系统内部，通过惯性导航系统带动星敏感器转动，形成环带大视场，在保证平台不动的情况下实现大视场多恒星探测。
2、一方面，本专利技术提供一种惯组捷联式星敏感器，包括安装在惯性导航系统内的整机支架和依次安装在整机支架内的镜头组件和成像组件，镜头组件包括镜筒和安装在镜筒内的光学系统，光学系统包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第
3、优选地，第一透镜的前表面曲率半径为41.21mm，第一透镜的后表面曲率半径为-39.76mm，第一透镜的中心厚度为7.2mm；第二透镜的前表面曲率半径为-34.43mm，第二透镜的后表面曲率半径为25.87mm，第二透镜的中心厚度为3mm；第三透镜的前表面曲率半径为25.00mm，第三透镜的后表面曲率半径为572.43mm，第三透镜的中心厚度为5.54mm；第四透镜的前表面曲率半径为-14.65mm，第四透镜的后表面曲率半径为14.03mm，第四透镜的中心厚度为3mm；第五透镜的前表面曲率半径为15.15mm，第五透镜的后表面曲率半径为-33.21mm，第五透镜的中心厚度为5.49mm。
4、优选地，第一平面反射镜与第一透镜之间的空气间隔为30mm；第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为1.26mm；第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为0.20mm；第三透镜与第一平面反射镜之间的空气间隔为11.35mm；第一平面反射镜与第二平面反射镜之间的空气间隔为25mm；第二平面反射镜与第四透镜之间的空气间隔为15mm；第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为6.34mm。
5、优选地，第一透镜与第三透镜的材料为h-zk20，第二透镜的材料为h-f2，第四透镜的材料为h-qf3，第五透镜的材料为h-zlaf68c。
6、优选地，成像组件包括依次设置的焦面组件、焦面相变盒和成像板。
7、优选地，惯组捷联式星敏感器还包括固定在镜筒上的遮光罩，遮光罩的位置与第一平面反射镜的位置相对应。
8、优选地，惯组捷联式星敏感器进一步包括与整机支架固定的电连接器。
9、另一方面，本专利技术提供一种惯组捷联式星敏感器在天文导航中的应用。
10、优选地，通过惯性导航系统带动惯组捷联式星敏感器转动，形成环带大视场。
11、与现有技术相比，本专利技术利用反射镜压缩折叠光路的方法，对星敏感器的光学系统进行压缩，使其尺寸可放入惯性导航系统内部，无需单独使用安装结构对星敏感器光学系统进行安装，从而降低星敏感器的体积、重量及生产成本。同时，星敏感器随着惯性导航系统进行转动，形成环带大视场，在保证平台不动的情况下实现大视场多恒星探测。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种惯组捷联式星敏感器，其特征在于，包括安装在惯性导航系统内的整机支架和依次安装在所述整机支架内的镜头组件和成像组件，所述镜头组件包括镜筒和安装在所述镜筒内的光学系统，所述光学系统包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜和第三平面反射镜，所述第二平面反射镜与所述第三平面反射镜呈90°夹角摆放，所述第一平面反射镜、所述第一透镜、所述第二透镜与所述第三透镜依次设置在所述第二平面反射镜的入射方向上，所述第四透镜与所述第五透镜设置在所述第三平面反射镜的反射方向上；所述第一透镜与所述第五透镜为双凸透镜，所述第二透镜与所述第四透镜为双凹透镜，所述第三透镜为弯月透镜；所述第一透镜、所述第三透镜与所述第五透镜均为正光焦度透镜，所述第二透镜与第四透镜均为负光焦度透镜。
2.根据权利要求1所述的惯组捷联式星敏感器，其特征在于，所述第一透镜的前表面曲率半径为41.21mm，所述第一透镜的后表面曲率半径为-39.76mm，所述第一透镜的中心厚度为7.2mm；
3.根据权利要求2所述的惯组捷联式星敏感器，其特征在于，
4.
5.根据权利要求1~4中任一项所述的惯组捷联式星敏感器，其特征在于，所述成像组件包括依次设置的焦面组件、焦面相变盒和成像板。
6.根据权利要求5所述的惯组捷联式星敏感器，其特征在于，还包括固定在所述镜筒上的遮光罩，所述遮光罩的位置与所述第一平面反射镜的位置相对应。
7.根据权利要求5所述的惯组捷联式星敏感器，其特征在于，进一步包括与所述整机支架固定的电连接器。
8.一种权利要求1~7中任一项所述的惯组捷联式星敏感器在天文导航中的应用。
9.根据权利要求8所述的惯组捷联式星敏感器在天文导航中的应用，其特征在于，通过所述惯性导航系统带动所述惯组捷联式星敏感器转动，形成环带大视场。
...【技术特征摘要】
1.一种惯组捷联式星敏感器，其特征在于，包括安装在惯性导航系统内的整机支架和依次安装在所述整机支架内的镜头组件和成像组件，所述镜头组件包括镜筒和安装在所述镜筒内的光学系统，所述光学系统包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜和第三平面反射镜，所述第二平面反射镜与所述第三平面反射镜呈90°夹角摆放，所述第一平面反射镜、所述第一透镜、所述第二透镜与所述第三透镜依次设置在所述第二平面反射镜的入射方向上，所述第四透镜与所述第五透镜设置在所述第三平面反射镜的反射方向上；所述第一透镜与所述第五透镜为双凸透镜，所述第二透镜与所述第四透镜为双凹透镜，所述第三透镜为弯月透镜；所述第一透镜、所述第三透镜与所述第五透镜均为正光焦度透镜，所述第二透镜与第四透镜均为负光焦度透镜。
2.根据权利要求1所述的惯组捷联式星敏感器，其特征在于，所述第一透镜的前表面曲率半径为41.21mm，所述第一透镜的后表面曲率半径为-39.76mm，所述第一透镜的中心厚度为7.2mm；
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【专利技术属性】
技术研发人员：张子辉，林冠宇，朱俊青，
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：
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