CN102564458B - 一种星敏感器低频误差测量方法 - Google Patents

一种星敏感器低频误差测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种星敏感器低频误差测量方法，建立由自准直平行光管、静态多光路星模拟器、调整支架、测量系统和激光对准器组成的低频误差测试系统，将星敏感器安装在隔震台上，采用真空钟罩将星敏感器置于真空环境中，真空钟罩上设有玻璃窗口，玻璃窗口透过率不小于95％；监视并测量真空条件下不同温度时星敏感器星点成像位置及光学基准镜的自准直成像位置，最终实现对星敏感器低频误差的测量。本发明测量系统可同时实现不同光谱型的单颗恒星(与多颗恒星)的模拟和对光学基准镜的自准直测角，监视并测量真空条件下不同温度时星敏感器星点成像位置及光学基准镜的自准直成像位置，提高了测量精度。

Description

一种星敏感器低频误差测量方法
技术领域
本发明涉及一种星敏感器误差测量方法，尤其涉及一种星敏感器低频误差测量方法，属于测试技术领域。 
背景技术
随着星敏感器产品研制的逐渐深入、对姿态精度的要求逐渐提高，目前星敏感器的低频误差已经成为制约星敏感器研制的一个重要因素，对低频误差的成因分析及测试已引起高度重视，低频误差是星敏感器影响卫星姿态测量精度的重要误差源，其主要包括视场相关误差和热影响误差两个部分。低频误差包括视场空间误差、象素空间误差、时域误差、热弹性变形误差等星敏感器输出姿态具有的主要误差特性。由于测试条件限制，目前国产星敏感器没有低频误差的相关测试结果。 
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种星敏感器低频误差测量方法，实现在真空条件下不同温度时对星敏感器星点成像位置及光学基准镜的自准直成像位置的测量，提高了测量精度。 
本发明的技术解决方案是：一种星敏感器低频误差测量方法，步骤如下： 
(1)建立由自准直平行光管、静态多光路星模拟器、调整支架、测量系统和激光对准器组成的低频误差测试系统，调整支架用于使自准直平行光管对准星敏感器基准镜、使静态多光路星模拟器对准星敏感器光轴； 
(2)将星敏感器安装在隔震台上，采用真空钟罩将星敏感器置于真空环境中，真空钟罩上设有玻璃窗口，玻璃窗口透过率不小于95％； 
(3)在常温常压状态下，先利用安装在自准直平行光管的激光对准器对星敏感器基准镜进行对准，再利用自准直平行光管对星敏感器基准镜进行准直，同时静态多光路星模拟器显示星图，星敏感器对静态多光路星模拟器的星图进行成像与星图识别； 
(4)先对真空钟罩进行抽真空并升温，使真空钟罩内的真空度不大于1×10-3Pa，在升温过程中，利用自准直平行光管(1)对星敏感器基准镜进行准直，测量系统通过实时采集自准直平行光管的准直结果得到星敏感器基准镜的变化量，同时静态多光路星模拟器显示星图，星敏感器实时对静态多光路星模拟器的星图成像并进行星图识别以得到星敏感器视场内不同位置处星点位置的变化量；在对真空钟罩进行抽真空并降温，使真空钟罩内的真空度不大于1×10-3Pa，在降温过程中，利用自准直平行光管对星敏感器基准镜进行准直，测量系统实时采集自准直平行光管的准直结果，同时静态多光路星模拟器显示星图，星敏感器实时对静态多光路星模拟器的星图成像并进行星图识别以得到星敏感器视场内不同位置处星点位置的变化量； 
(5)最终实现对星敏感器低频误差的测量。 
步骤(4)中升降温的速率大于0.5℃/min，降温不超过-40℃，升温不超过+50℃。 
本发明与现有技术相比的优点在于：测量系统可同时实现不同光谱型的单颗恒星(与多颗恒星)的模拟和对光学基准镜的自准直测角，监视并测量真空条件下不同温度时星敏感器星点成像位置及光学基准镜的自准直成像位置，得到恒星定位误差，可总体评估星敏感器热相关低频误差，提高了测量精度。 
附图说明
图1为本发明的测量系统组成示意图。 
具体实施方式
如图1所示，图中左侧虚线部分为钟罩式真空模拟设备系统，该系统由真空钟罩、隔震台、三维平动和一维转动装置组成，图1中右侧虚线部分为测量设备，该设备由建立由自准直平行光管1、静态多光路星模拟器2、调整支架3、测量系统4和激光对准器5组成，调整支架3用于使自准直平行光管1对准星敏感器基准镜、使静态多光路星模拟器2对准星敏感器光轴；自准直平行光管用于测量基准镜的转角，在测试时需要将星模拟器2和自准直平行光管1的主光轴分别对准星敏感器和光学基准镜。激光对准器5用于将自准直光管快速对准被测基准镜的反光面。 
测量过程如下：将星敏感器安装在隔震台上，采用真空钟罩将星敏感器置于真空环境中，真空钟罩上设有玻璃窗口，玻璃窗口透过率不小于95％； 
在常温常压状态下，先利用安装在自准直平行光管1的激光对准器5对星敏感器基准镜进行对准，再利用自准直平行光管1对星敏感器基准镜进行准直，同时静态多光路星模拟器2显示星图，星敏感器对静态多光路星模拟器2的星图进行成像与星图识别； 
先对真空钟罩进行抽真空并升温，使真空钟罩内的真空度不大于1×10-3Pa，在升温过程中，利用自准直平行光管1对星敏感器基准镜进行准直，测量系统4通过实时采集自准直平行光管1的准直结果得到星敏感器基准镜的变化量，同时静态多光路星模拟器2显示星图，星敏感器实时对静态多光路星模拟器2的星图成像并进行星图识别以得到星敏感器视场内不同位置处星点位置的变化量；在对真空钟罩进行抽真空并降温，使真空钟罩内的真空度不大于1×10-3Pa，在降温过程中，利用自准直平行光管(1)对星敏感器基准镜进行准直，测量系统4实时采集自准直平行光管1的准直结果，同时静态多光路星模拟器2显示星图，星敏感器实时对静态多光路星模拟器(2)的星图成像并进行星图识别以得到星敏感器视场内不同位置处星点位置的变化量；最终实现对星敏感器低频误差的测量。 
环境压力：≤1×10-3Pa(容差±80％) 
温度范围：-40℃～+50℃(容差：高温0～+4℃；低温0～-4℃) 
温度稳定判据：当温度进入试验温度容差范围内，在前1小时温度变化率≤ 
1℃/h时，认为温度已达稳定； 
温变速率：试验中的温度平均升(降)速率应大于0.5℃/min。 
测量系统可同时实现不同光谱型的单颗恒星(与多颗恒星)的模拟和对光学基准镜的自准直测角，监视并测量真空条件下不同温度时星敏感器星点成像位置及光学基准镜的自准直成像位置，从而确定整机精度及结构变形的影响。 
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。 

Claims (2)

1.一种星敏感器低频误差测量方法，其特征在于步骤如下：
(1)建立由自准直平行光管(1)、静态多光路星模拟器(2)、调整支架(3)、测量系统(4)和激光对准器(5)组成的低频误差测量系统，调整支架(3)用于使自准直平行光管(1)对准星敏感器基准镜、使静态多光路星模拟器(2)对准星敏感器光轴；
(2)将星敏感器安装在隔震台上，采用真空钟罩将星敏感器置于真空环境中，真空钟罩上设有玻璃窗口，玻璃窗口透过率不小于95％；
(3)在常温常压状态下，先利用安装在自准直平行光管(1)的激光对准器(5)对星敏感器基准镜进行对准，再利用自准直平行光管(1)对星敏感器基准镜进行准直，同时静态多光路星模拟器(2)显示星图，星敏感器对静态多光路星模拟器(2)的星图进行成像与星图识别；
(4)先对真空钟罩进行抽真空并升温，使真空钟罩内的真空度不大于1×10-3Pa，在升温过程中，利用自准直平行光管(1)对星敏感器基准镜进行准直，测量系统(4)通过实时采集自准直平行光管(1)的准直结果得到星敏感器基准镜的变化量，同时静态多光路星模拟器(2)显示星图，星敏感器实时对静态多光路星模拟器(2)的星图成像并进行星图识别以得到星敏感器视场内不同位置处星点位置的变化量；再对真空钟罩进行抽真空并降温，使真空钟罩内的真空度不大于1×10-3Pa，在降温过程中，利用自准直平行光管(1)对星敏感器基准镜进行准直，测量系统(4)实时采集自准直平行光管(1)的准直结果，同时静态多光路星模拟器(2)显示星图，星敏感器实时对静态多光路星模拟器(2)的星图成像并进行星图识别以得到星敏感器视场内不同位置处星点位置的变化量；最终实现对星敏感器低频误差的测量。
2.根据权利要求1所述的一种星敏感器低频误差测量方法，其特征在于：所述步骤(4)中升降温的速率大于0.5℃/min，降温不低于-40℃，升温不超过+50℃。
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