CN104748945B - 角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统及方法 - Google Patents

角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统及方法,该检测系统包括准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元、CCD测量单元以及控制单元;液晶光阀动态光阑单元设置在准直光源单元的出射光路上;角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀动态光阑单元的出射光路上;被测角反射器或角反射器阵列设置于角反射器姿态调整单元上;CCD测量单元设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反射光所在光路上;控制单元分别与准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元以及CCD测量单元相连。本发明能够实现角反射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基准面法线之间夹角的快速和准确测量。

Description

角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统及方法
技术领域
本发明属于光学测试技术领域,涉及一种角反射器光轴指向一致性或者角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向一致性检测系统及检测方法。
背景技术
角反射器是一种使入射到角反射器中的光线按照与入射方向相平行的方向返回的光学器件,广泛应用于人造卫星、飞机等激光测距系统中。角反射器使激光器发出的激光精确地按照与入射方向相反的方向返回到激光测距系统中,通过测量激光测距仪发出激光和接收到返回激光的时间,可计算出目标距激光测距仪的距离。
随着宇航技术的发展,角反射器在上个世纪末期开始被广泛地应用在空间卫星交会对接测试装置中,通过在卫星A上安装一定数量的角反射器及角反射器阵列,在卫星B上安装观测定位相机,卫星B上带有主动照明装置,主动照明装置发出的光线经过卫星A上安装的角反射器返回后被卫星B上的观测定位相机探测,通过判定各角反射器及角反射器阵列相对于卫星B的张角,从而计算得到卫星A与卫星B的相对位置关系,实现高精度轨道定位,为卫星交会对接提供卫星姿态参数。
角反射器是一种通光面为圆柱面,反射面为两两相互正交的三个平面的回光器件。入射光线经过角反射器底面三个反射面的三次反射后按光线入射方向的反方向返回。当入射光线与角反射器中心轴平行时,角反射器的回光效率最高,可以达到98%以上,随着入射光线角度的增大,角反射器有效回光面积减小,当入射光线与角反射器中心轴夹角大于30°时,角反射器的回光效率仅为10%左右,因此,角反射器在不同入射角度下的回光效率是不同的。
在实际使用时,角反射器回光能量的强弱直接影响设备对其定位精度,特别是在使用角反射器阵列作为目标源时,由于角反射器阵列中各个子角反射器的指向不一致性,必然导致在观测定位相机视场内拍摄到的角反射器阵列亮度和大小不一致,影响观测定位相机对角反射器载体姿态的判读精度。
随着宇航技术的发展,对角反射器及角反射器阵列中各子角反射器的光轴一致性提出了更高的要求,而目前尚没有专门测试角反射器及角反射器阵列中各子角反射器的光轴一致性的装置或方法,也未见有相关的公开报道。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题,本发明提供了一种专门测试角反射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向一致性的检测系统及检测方法,以实现角反射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基准面法线之间夹角的快速和准确测量。
本发明的技术解决方案是:
本发明提供了一种角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统,其特殊之处在于:包括准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元、CCD测量单元以及控制单元;液晶光阀动态光阑单元设置在准直光源单元的出射光路上;角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀动态光阑单元的出射光路上;被测角反射器或角反射器阵列设置于角反射器姿态调整单元上;CCD测量单元设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反射光所在光路上;控制单元分别与准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元以及CCD测量单元相连。
上述液晶光阀动态光阑单元包括液晶光阀、与液晶光阀相连的液晶光阀控制电路以及用于调整液晶光阀位置的二维平移调整单元;液晶光阀位于二维平移调整单元上并设置在准直光源单元的出射光路上;角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀的出射光路上;控制单元分别与液晶光阀控制电路以及二维平移调整单元相连。
上述二维平移调整单元包括升降调整系统以及设置在升降调整系统上的电控平移台;液晶光阀设置在电控平移台上;控制单元分别与升降调整系统以及电控平移台相连。
上述角反射器姿态调整单元包括角反射器安装工装以及用于调整角反射器安装工装的基准面法线位置的二维水平调整单元;角反射器安装工装位于二维水平调整单元上并设置在液晶光阀的出射光路上;被测角反射器或角反射器阵列安装于角反射器安装工装上;控制单元与二维水平调整单元相连。
上述二维水平调整单元包括电控旋转台以及设置在电控旋转台上的电控角位移台;所述角反射器安装工装设置于电控角位移台上;所述控制单元分别与电控旋转台以及电控角位移台相连。
上述CCD测量单元包括依次设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反射光所在光路上的汇聚物镜和CCD探测器;CCD探测器设置在汇聚物镜的焦平面上;控制单元与CCD探测器相连。
上述准直光源单元包括准直物镜、设置在准直物镜焦平面上的星点分划板以及设置在准直物镜焦平面后的积分球光源系统;星点分划板、准直物镜以及液晶光阀依次设置在积分球光源系统的出射光路上;控制单元与积分球光源系统相连。
上述积分球光源系统包括依次紧密设置的光源、电控可变光阑以及积分球球体;电控可变光阑、积分球球体以及星点分划板依次设置在光源的出射光路上;控制单元分别与光源以及电控可变光阑相连。
一种基于如上述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统的检测方法,其特殊之处在于:所述检测方法包括以下步骤:
1)标定好准直光源单元光轴与CCD测量单元光轴之间的夹角θ;
2)通过控制单元进行如下调节:
2.1)调节升降调整系统和电控平移台使液晶光阀的中心轴与准直光源单元的光轴重合;
2.2)调节电控旋转台和电控角位移台使角反射器安装工装的基准面法线与准直光源单元的光轴平行;
3)通过控制单元调节电控旋转台使角反射器安装工装向CCD测量单元方向转动θ/2角度,将被测角反射器或角反射器阵列安装到角反射器安装工装上,通过控制单元点亮光源,通过CCD测量单元测量经被测角反射器或角反射器阵列中各子角反射器反射回来光线的汇聚点;
4)利用汇聚点的脱靶量计算被测角反射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基准面法线之间的夹角,具体计算公式为:
其中:α为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在水平方向的夹角;
β为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在俯仰方向的夹角;
ξ为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在空间的夹角;
s为CCD探测器的像元尺寸;
nx为汇聚点在水平方向上的脱靶量;
ny为汇聚点在俯仰方向上的脱靶量;
f为汇聚物镜的焦距。
对于独立的不同角反射器的光轴指向测试,上述步骤3)中将被测角反射器安装到角反射器安装工装上之后,接下来的具体步骤为:点亮光源,同时通过控制单元调整液晶光阀的通光口径与被测角反射器的有效孔径相同,通过CCD测量单元测量经被测角反射器反射回来光线的汇聚点;更换其他角反射器,点亮光源,采用相同方法测量经其他角反射器反射回来光线的汇聚点;
对于角反射器阵列中各个子角反射器的光轴指向测试,所述步骤3)中将被测角反射器阵列中各个子角反射器安装到角反射器安装工装上之后,接下来的具体步骤为:点亮光源,通过控制单元设置液晶光阀使其不同通光位置的光通过频率不同,使各个子角反射器接收到的光能的调制频率均不相同,对应到CCD测量单元上接收到的不同星点像的频率也均不相同,通过控制单元自动识别各个星点像的调制频率,得到不同星点像与各子角反射器的对应关系。
本发明的优点是:
本发明提供了一种角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性的检测系统及检测方法,该检测系统和检测方法通过使用液晶光阀提供任意位置和大小的通过光阑,实现对不同位置角反射器光轴指向的测试:
对于独立的不同角反射器的光轴指向测试,液晶光阀可根据被测角反射器通光口径的大小随时调整通光口径的位置和大小,实现高精度光轴指向的测试工作;对于角反射器阵列,由于所有的子角反射器会同时对经准直光源单元出射的光束进行反光,导致在CCD测量单元上无法判断子角反射器光轴指向与子角反射器的对应信息,而本发明的检测系统中设置了液晶光阀,通过使用液晶光阀为各个子角反射器提供不同频率的光能调制,根据不同子角反射器的光能调制频率不同,从而得到角反射器阵列中子角反射器测量结果与子角反射器的对应关系,解决了无法判断测量结果与子角反射器对应的难题。
本发明填补了国内在角反射器光轴指向以及角反射器阵列中各个子角反射器光轴指向一致性测试方面的空白。本发明对于角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线之间夹角的测试精度可以达到5″,对于角反射器阵列各个子角反射器光轴指向一致性的测试精度可以达到3″。
附图说明
图1是本发明所提供的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统的结构示意图;
图2是本发明的测试对象——角反射器阵列的侧视图;
图3是本发明的测试对象——角反射器阵列的俯视图;
图4是角反射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基准面法线之间的夹角示意图;
其中:
1-光源;2-电控可变光阑;3-积分球球体;4-星点分划板;5-准直物镜;6-液晶光阀;7-升降调整系统;8-电控平移台;9-电控旋转台;10-电控角位移台;11-角反射器阵列(或角反射器);12-角反射器安装工装;13-汇聚物镜;14-CCD探测器;15-控制单元;A-角反射器的光轴指向;B-角反射器安装基准面法线。
具体实施方式
参见图1,本发明提供了一种角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统(简称:检测系统),其包括准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元、CCD测量单元以及控制单元15;液晶光阀动态光阑单元设置在准直光源单元的出射光路上;角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀动态光阑单元的出射光路上;被测角反射器或角反射器阵列11设置于角反射器姿态调整单元上;CCD测量单元设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反射光所在光路上;控制单元15分别与准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元以及CCD测量单元相连。
具体地,如图1所示,本发明采用的准直光源单元包括积分球光源系统、星点分划板4以及准直物镜5;星点分划板4设置在准直物镜5的焦平面上;积分球光源系统包括依次紧密设置的光源1、电控可变光阑2以及积分球球体3,光源1安装在电控可变光阑2一侧的外壁上,电控可变光阑2另一侧安装在积分球球体3的球壁上,积分球球体3设置在准直物镜5的焦平面后;电控可变光阑2和积分球球体3依次设置在光源1的出射光路上,星点分划板4、准直物镜5以及液晶光阀动态光阑单元依次设置在积分球球体3的出射光路上;控制单元15分别与光源1以及电控可变光阑2相连。本发明中的光源1可以采用稳定度高的卤钨灯光源。
如图1所示,本发明采用的液晶光阀动态光阑单元包括液晶光阀6、与液晶光阀6相连的液晶光阀控制电路以及用于调整液晶光阀6位置的二维平移调整单元;二维平移调整单元包括升降调整系统7以及设置在升降调整系统7上的电控平移台8;液晶光阀6设置在电控平移台8上并位于准直物镜5的出射光路上;角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀6的出射光路上;控制单元15分别与液晶光阀控制电路、升降调整系统7以及电控平移台8相连。升降调整系统7和电控平移台8用来调整液晶光阀6的位置,使液晶光阀6的中心轴和准直物镜5的光轴重合。
如图1所示,本发明采用的角反射器姿态调整单元包括角反射器安装工装12以及用于调整角反射器安装工装12的基准面法线位置的二维水平调整单元;二维水平调整单元包括电控旋转台9以及设置在电控旋转台9上的电控角位移台10;电控旋转台9安装在准直物镜5的光出射口外;升降调整系统7设置于电控旋转台9上;角反射器安装工装12位于电控角位移台10上并设置在液晶光阀6的出射光路上;被测角反射器或角反射器阵列11安装于角反射器安装工装12上;控制单元15分别与电控旋转台9以及电控角位移台10相连。电控旋转台9和电控角位移台10用来调整角反射器安装工装12基准面法线与准直光源单元的光轴平行。
如图1所示,本发明采用的CCD测量单元包括依次设置在经被测角反射器或角反射器阵列11反射后的反射光所在光路上的汇聚物镜13和CCD探测器14;CCD探测器14设置在汇聚物镜13的焦平面上;控制单元15与CCD探测器14相连。
利用本发明提供的检测系统进行检测的原理是:通过控制单元15点亮光源1,光源1发出的光能经过电控可变光阑2拦光后进入到积分球球体3中,通过控制单元15控制电控可变光阑2的通光口径大小,可以调整光源1发出的光能进入到积分球球体3的大小,入射到积分球球体3的光能经过积分球内壁多次漫反射匀化后从积分球球体3的光出射口出射并照亮星点分划板4,从星点分划板4上出射的光束经过准直物镜5准直后入射到液晶光阀6上,液晶光阀6根据被测角反射器的口径和位置调整其通光区域的位置和大小,准直光束经过液晶光阀6后入射到被测角反射器阵列(或角反射器)11上,经过角反射器前表面的玻璃反射后入射到汇聚物镜13上,入射到汇聚物镜13上的光束经过汇聚后被CCD探测器14探测接收,结合CCD探测器14上的像点位置和汇聚物镜13的焦距,即可计算出被测角反射器的光轴指向A与角反射器安装基准面法线B之间的夹角(如图3所示)。
在实际测试时,通过控制单元15控制升降调整系统7的高低和电控平移台8的横向位置来调整液晶光阀6的位置,使液晶光阀6的中心、被测角反射器的中心和准直物镜5的中心共线;通过控制单元15控制电控旋转台9的角度和电控角位移台10的位置来调整角反射器安装工装12的基准面法线与准直物镜5光轴重合;通过控制单元15控制液晶光阀6的通光区域与被测角反射器的有效通光口径相匹配。
本发明通过使用液晶光阀6提供任意位置和大小的通过光阑,实现对不同位置角反射器光轴指向的测试。对于独立的不同角反射器的光轴指向测试,液晶光阀6可根据被测角反射器通光口径的大小随时调整通光口径的位置和大小,实现高精度光轴指向的测试工作;对于角反射器阵列,由于所有的子角反射器会同时对准直光源单元出射的光束进行反光,导致在CCD测量单元上无法判断子角反射器光轴指向与子角反射器的对应信息,而本发明的检测系统中设置了液晶光阀6,通过使用液晶光阀为各个子角反射器提供不同频率的光能调制,根据不同子角反射器的光能调制频率不同,得到角反射器阵列中子角反射器测量结果与子角反射器的对应关系,从而解决了无法判断测量结果与子角反射器对应的难题。
同时,本发明还提供了一种基于如上所述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统的检测方法,该检测方法包括以下步骤:
1)标定好准直光源单元光轴与CCD测量单元光轴之间的夹角θ;
2)通过控制单元15进行如下调节:
2.1)调节升降调整系统7和电控平移台8使液晶光阀6的中心轴与准直光源单元的光轴重合;
2.2)调节电控旋转台9和电控角位移台10使角反射器安装工装12的基准面法线与准直光源单元的光轴平行;
3)通过控制单元15调节电控旋转台9使角反射器安装工装12向CCD测量单元方向转动θ/2角度,将被测角反射器或角反射器阵列安装到角反射器安装工装上,通过控制单元15点亮光源1,通过CCD测量单元测量经被测角反射器或角反射器阵列11中各子角反射器反射回来光线的汇聚点;
4)利用汇聚点的脱靶量计算被测角反射器或角反射器阵列11中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基准面法线之间的夹角,具体计算公式为:
其中:α为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在水平方向的夹角;
β为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在俯仰方向的夹角;
ξ为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在空间的夹角;
s为CCD探测器的像元尺寸;
nx为汇聚点在水平方向上的脱靶量;
ny为汇聚点在俯仰方向上的脱靶量;
f为汇聚物镜的焦距。
对于独立的不同角反射器的光轴指向测试,步骤3)中将被测角反射器安装到角反射器安装工装上之后,接下来的具体步骤为:点亮光源1,同时通过控制单元15调整液晶光阀6的通光口径与被测角反射器的有效孔径相同,通过CCD测量单元测量经被测角反射器反射回来光线的汇聚点。如此方法,更换其他角反射器,点亮光源1,测量经其他角反射器反射回来光线的汇聚点,从而得到每一个角反射器的光轴指向与其安装基准面法线之间的夹角ξi
对于角反射器阵列中各个子角反射器的光轴指向测试,步骤3)中将被测角反射器阵列中各个子角反射器安装到角反射器安装工装上之后,通过控制单元15点亮光源1,由于此时CCD测量单元会同时接收到所有子角反射器反射过来的星点,因此,无法判断各子角反射器光轴指向和角反射器安装基准面法线的夹角与各子角反射器的对应关系。解决办法是:通过控制单元15设置液晶光阀6使其不同通光位置的光通过频率不同,例如:对应1号子角反射器的通过位置调制频率为10Hz,2号子角反射器的通过位置调制频率为2Hz,如此类推,使各个子角反射器接收到的光能的调制频率均不相同,对应到CCD测量单元上接收到的不同星点像的频率也均不相同,通过控制单元15自动识别各个星点像的调制频率,得到不同星点像与各子角反射器的对应关系。如此方法,即可实现角反射器阵列各个子角反射器光轴指向与安装基准面法线夹角的快速、实时测量。
本发明提供的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统及检测方法填补了国内无法快速、准确测量角反射器光轴指向与安装基准面法线夹角的空白,并解决了对于角反射器阵列各个子角反射器光轴指向一致性无法直接、快速、准确测量的难题。本发明对于角反射器光轴指向与安装基准面法线之间夹角的测试精度可以达到5″,对于角反射器阵列各个子角反射器光轴指向一致性的测试精度可以达到3″。

Claims (9)

1.一种角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统,其特征在于:包括准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元、CCD测量单元以及控制单元;液晶光阀动态光阑单元设置在准直光源单元的出射光路上;角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀动态光阑单元的出射光路上;被测角反射器或角反射器阵列设置于角反射器姿态调整单元上;CCD测量单元设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反射光所在光路上;控制单元分别与准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元以及CCD测量单元相连;
所述液晶光阀动态光阑单元包括液晶光阀、与液晶光阀相连的液晶光阀控制电路以及用于调整液晶光阀位置的二维平移调整单元;液晶光阀位于二维平移调整单元上并设置在准直光源单元的出射光路上;角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀的出射光路上;控制单元分别与液晶光阀控制电路以及二维平移调整单元相连。
2.根据权利要求1所述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统,其特征在于:所述二维平移调整单元包括升降调整系统以及设置在升降调整系统上的电控平移台;液晶光阀设置在电控平移台上;控制单元分别与升降调整系统以及电控平移台相连。
3.根据权利要求1或2所述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统,其特征在于:所述角反射器姿态调整单元包括角反射器安装工装以及用于调整角反射器安装工装的基准面法线位置的二维水平调整单元;角反射器安装工装位于二维水平调整单元上并设置在液晶光阀的出射光路上;被测角反射器或角反射器阵列安装于角反射器安装工装上;控制单元与二维水平调整单元相连。
4.根据权利要求3所述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统,其特征在于:所述二维水平调整单元包括电控旋转台以及设置在电控旋转台上的电控角位移台;所述角反射器安装工装设置于电控角位移台上;所述控制单元分别与电控旋转台以及电控角位移台相连。
5.根据权利要求4所述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统,其特征在于:所述CCD测量单元包括依次设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反射光所在光路上的汇聚物镜和CCD探测器;CCD探测器设置在汇聚物镜的焦平面上;控制单元与CCD探测器相连。
6.根据权利要求5所述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统,其特征在于:所述准直光源单元包括准直物镜、设置在准直物镜焦平面上的星点分划板以及设置在准直物镜焦平面后的积分球光源系统;星点分划板、准直物镜以及液晶光阀依次设置在积分球光源系统的出射光路上;控制单元与积分球光源系统相连。
7.根据权利要求6所述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统,其特征在于:所述积分球光源系统包括依次紧密设置的光源、电控可变光阑以及积分球球体;电控可变光阑、积分球球体以及星点分划板依次设置在光源的出射光路上;控制单元分别与光源以及电控可变光阑相连。
8.一种基于如权利要求7所述的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统的检测方法,其特征在于:所述检测方法包括以下步骤:
1)标定好准直光源单元光轴与CCD测量单元光轴之间的夹角θ;
2)通过控制单元进行如下调节:
2.1)调节升降调整系统和电控平移台使液晶光阀的中心轴与准直光源单元的光轴重合;
2.2)调节电控旋转台和电控角位移台使角反射器安装工装的基准面法线与准直光源单元的光轴平行;
3)通过控制单元调节电控旋转台使角反射器安装工装向CCD测量单元方向转动θ/2角度,将被测角反射器或角反射器阵列安装到角反射器安装工装上,通过控制单元点亮光源,通过CCD测量单元测量经被测角反射器或角反射器阵列中各子角反射器反射回来光线的汇聚点;
4)利用汇聚点的脱靶量计算被测角反射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基准面法线之间的夹角,具体计算公式为:
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其中:α为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在水平方向的夹角;
β为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在俯仰方向的夹角;
ξ为角反射器光轴指向与角反射器安装基准面法线在空间的夹角;
s为CCD探测器的像元尺寸;
nx为汇聚点在水平方向上的脱靶量;
ny为汇聚点在俯仰方向上的脱靶量;
f为汇聚物镜的焦距。
9.根据权利要求8所述的检测方法,其特征在于:对于独立的不同角反射器的光轴指向测试,所述步骤3)中将被测角反射器安装到角反射器安装工装上之后,接下来的具体步骤为:点亮光源,同时通过控制单元调整液晶光阀的通光口径与被测角反射器的有效孔径相同,通过CCD测量单元测量经被测角反射器反射回来光线的汇聚点;更换其他角反射器,点亮光源,采用相同方法测量经其他角反射器反射回来光线的汇聚点;
对于角反射器阵列中各个子角反射器的光轴指向测试,所述步骤3)中将被测角反射器阵列中各个子角反射器安装到角反射器安装工装上之后,接下来的具体步骤为:点亮光源,通过控制单元设置液晶光阀使其不同通光位置的光通过频率不同,使各个子角反射器接收到的光能的调制频率均不相同,对应到CCD测量单元上接收到的不同星点像的频率也均不相同,通过控制单元自动识别各个星点像的调制频率,得到不同星点像与各子角反射器的对应关系。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105092212B (zh) * 2015-07-10 2019-06-28 中国科学院西安光学精密机械研究所 阵列角反射器指向精度测量系统及方法
CN106405856A (zh) * 2016-10-18 2017-02-15 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种检测光学镜头在调焦过程中光轴稳定性的方法
CN107577065B (zh) * 2017-06-26 2019-09-27 天津大学 一种基于波前分析的眼镜片检测方法和装置
CN113048918B (zh) * 2021-03-25 2022-07-19 长春理工大学 一种发射轴与瞄准轴一致性检测的装置及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101030019A (zh) * 2006-02-28 2007-09-05 骏林科技股份有限公司 投影显示器的光路调整机构
CN101216347A (zh) * 2007-12-29 2008-07-09 中国科学院空间科学与应用研究中心 星上定标用漫反射板光谱角反射特性的测量系统
CN101738303A (zh) * 2008-11-07 2010-06-16 天津东方威尔科技有限公司 反射器反光测试仪
CN102837128A (zh) * 2012-08-28 2012-12-26 中国科学院光电研究院 采用液晶光阀整形的激光直写加工系统
CN103047998A (zh) * 2012-12-12 2013-04-17 中国科学院西安光学精密机械研究所 空间光学系统探测能力检测系统及检测方法
CN103335819A (zh) * 2013-06-12 2013-10-02 中国科学院光电技术研究所 一种用于高精度角锥棱镜光学检测的装置与方法
CN104062097A (zh) * 2014-06-30 2014-09-24 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种角反射器回光特性标定的装置及方法
CN204514574U (zh) * 2015-03-27 2015-07-29 中国科学院西安光学精密机械研究所 角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000321165A (ja) * 1999-05-12 2000-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光軸調整装置および光軸調整方法ならびに光検出ユニット検査装置および光検出ユニット検査装置の精度確認方法
JP2002206989A (ja) * 2001-01-10 2002-07-26 Idemitsu Unitech Co Ltd 再帰反射性能測定装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101030019A (zh) * 2006-02-28 2007-09-05 骏林科技股份有限公司 投影显示器的光路调整机构
CN101216347A (zh) * 2007-12-29 2008-07-09 中国科学院空间科学与应用研究中心 星上定标用漫反射板光谱角反射特性的测量系统
CN101738303A (zh) * 2008-11-07 2010-06-16 天津东方威尔科技有限公司 反射器反光测试仪
CN102837128A (zh) * 2012-08-28 2012-12-26 中国科学院光电研究院 采用液晶光阀整形的激光直写加工系统
CN103047998A (zh) * 2012-12-12 2013-04-17 中国科学院西安光学精密机械研究所 空间光学系统探测能力检测系统及检测方法
CN103335819A (zh) * 2013-06-12 2013-10-02 中国科学院光电技术研究所 一种用于高精度角锥棱镜光学检测的装置与方法
CN104062097A (zh) * 2014-06-30 2014-09-24 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种角反射器回光特性标定的装置及方法
CN204514574U (zh) * 2015-03-27 2015-07-29 中国科学院西安光学精密机械研究所 角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统

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