CN105425380B - 一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空间遥感相机研制领域，具体涉及一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置及方法。包括安装基板、空间相机、钢丝绳减振器、相机镜头校准组件、相机镜头压紧件、相机镜头连接件、空间相机支撑件；所述相机镜头连接件、空间相机支撑件通过螺栓与安装基板连接；所述空间相机由相机本体和相机镜头组成；所述相机本体设置在空间相机支撑件上，通过螺钉连接；所述相机镜头置于相机镜头连接件上方，并通过相机镜头压紧件进行固定。本发明还提供了一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准方法。本发明能帮助空间遥感相机迅速对准位于无穷远处的微小目标物体以便进行地面成像实验，可大幅缩短目标物体搜索时间。

Description

一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置及方法

技术领域

本发明属于空间遥感相机器材领域，具体涉及一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置及方法。

背景技术

高分辨率空间相机在情报搜查、国防监测、目标变化检测、精确测图等方面有巨大应用价值，是集光、机、电、热等技术于一体的卫星载荷分系统。为保证相机发射后能在复杂多变的空间环境中完成指定遥感任务，研制人员必须对其进行大量地面成像测试实验。

在高分辨率空间相机研制过程中，由于相机主镜倍率高、视场小，地面测试实验往往需要花费大量时间来搜寻对准目标物体尤其是天体目标。而现有寻星镜支架主要局限于天文望远镜上安装使用，且在调节寻星镜指向时存在耦合问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置，能帮助测试人员迅速将空间遥感相机对准位于无穷远处的微小目标物体，大幅缩短目标物体搜索时间，显著提高空间相机地面成像测试实验效率。具体技术方案如下：

一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置，包括安装基板1、空间相机2、钢丝绳减振器3、相机镜头校准组件4、相机镜头压紧件5、相机镜头连接件6、空间相机支撑件7；所述相机镜头连接件、空间相机支撑件通过螺栓与安装基板连接，且螺栓头部与结构件接触处装有平垫；所述空间相机由相机本体21和相机镜头22组成；所述相机本体设置在空间相机支撑件上，通过螺钉连接；所述相机镜头置于相机镜头连接件上方，并通过相机镜头压紧件进行固定；

所述相机镜头连接件6、空间相机支撑件7与安装基板1的接触部位设置有第一减振垫8；

所述相机镜头压紧件、相机镜头连接件与相机镜头的接触部位设置有第二减振垫9；

所述钢丝绳减振器3的一端安装在安装基板的正下方，另一端安装固定在卫星上。

实施例中，所述相机镜头校准组件安装在所述安装基板的右侧。

进一步地，所述相机镜头校准组件包括寻星镜401、寻星镜压紧端盖402、俯仰调节旋钮403、水平关节404、水平锁紧螺母405、弹簧垫片406、安装基座407、紧固螺母408、俯仰锁紧螺母409、俯仰关节410；所述水平关节通过水平锁紧螺母与安装基座连接，所述俯仰关节通过俯仰锁紧螺母安装与水平关节连接，寻星镜置于俯仰关节之上，并通过寻星镜压紧端盖进行固定；寻星镜压紧端盖与俯仰关节之间通过螺栓连接；在水平关节的一侧设置有俯仰调节旋钮，所述俯仰调节旋钮穿过水平关节、俯仰关节并与俯仰锁紧螺母连接，待相机镜头校准组件安装结束后，通过俯仰调节旋钮与锁紧螺母配合来调节寻星镜的俯仰方位；所述紧固螺母下端设置弹簧垫片，并通过安装基座上的凹型口与所述安装基板连接。

本发明还提供了一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准方法，采用上述的用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置，包括以下步骤：

步骤1、安装寻星镜，拧紧紧固螺栓，通过寻星镜压紧端盖的压紧作用将寻星镜固定到俯仰关节上；

步骤2、通过平键配合实现俯仰调节旋钮、俯仰关节的周向固定，然后旋转俯仰锁紧螺母粗略固定寻星镜的大致俯仰方位；

步骤3、旋转水平锁紧螺母，粗略固定寻星镜的大致水平方位；

步骤4、旋转紧固螺母，实现相机镜头校准组件与安装基板的固定，选择相机镜头校准组件在空间相机上的安装位置，保证相机镜头校准组件的寻星镜与空间相机镜头的指向一致，并留有一定工作空间便于调节寻星镜的光轴方向并使之与空间相机镜头的光轴方向平行；

步骤5、选择地面近处某目标物体使其在空间相机视场中央成像，小幅度调节寻星镜的俯仰方位和水平方位，使寻星镜的十字分化板对准该目标物体并锁紧水平锁紧螺母、俯仰调节旋钮；即完成寻星镜光轴与空间相机主镜光轴的平行校准，使寻星镜与空间相机观察目标一致。

步骤6、选择待测目标物体，根据寻星镜内待测目标物体的方位快速调节空间相机的光轴指向，当待测目标物体位于寻星镜十字分化板中心时，待测目标物体同时也被快速导引至窄视场空间相机的视场中心，即完成窄视场空间相机的辅助快速瞄准过程。

采用本发明获得的有益效果：本发明的相机镜头校准组件安装位置灵活可选，可方便将寻星镜调整到与空间相机镜头同步，调节便捷、方向明确，结构简单；可用于多种窄视场空间相机地面成像测试实验；相机镜头校准组件具有俯仰、水平调节功能，光轴校准灵活。该装置整体结构简单，可帮助测试人员迅速将空间遥感相机对准位于无穷远处的微小目标物体，大幅缩短目标物体搜索时间。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为相机镜头校准组件结构示意图；

图3为相机镜头校准组件结构剖视图。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置，包括安装基板1、空间相机2、钢丝绳减振器3、相机镜头校准组件4、相机镜头压紧件5、相机镜头连接件6、空间相机支撑件7；所述相机镜头连接件、空间相机支撑件通过螺栓与安装基板连接；所述空间相机由相机本体21和相机镜头22组成；所述相机本体设置在空间相机支撑件上，通过螺钉连接；所述相机镜头置于相机镜头连接件上方，并通过相机镜头压紧件进行固定；实施例中，空间相机选择为空间遥感相机，即CCD等所构成的高级光学系统。

所述相机镜头连接件6、空间相机支撑件7与安装基板1的接触部位设置有第一减振垫8；

所述相机镜头压紧件、相机镜头连接件与相机镜头的接触部设置有第二减振垫9；

本实施例中，安装基板是高分辨率空间相机支撑结构，可以选择铝合金材料，一般以6～8mm为宜，灵活选择安装接口避免蜂窝板连接固定时需预埋螺栓、钢丝螺套等复杂工艺，用来提供相机镜头连接件、钢丝绳减振器、相机镜头校准组件、第一减振垫、空间相机支撑件的安装接口。在保证结构强度和刚度的前提下进行优化设计以确定合适厚度值，且通过铣削一定深度、一定形状的加强筋达到减重目的。

第一减振垫和第二减振垫选择橡胶或金属材料制成。

钢丝绳减振器3在紧固螺栓作用下通过上端安装孔固联在安装基板6上，通过下端安装孔固定在卫星本体结构上，用来隔离缓冲由卫星本体或其它执行机构传递至空间相机的噪声、振动等。

第一减振垫通过相机镜头连接件和空间相机支撑件的压紧作用固定在安装基板上，用来隔离缓冲由安装基板传递至相机镜头连接件的振动。

第二减振垫通过相机镜头压紧件固定在相机镜头连接件上，用来隔离缓冲由相机镜头连接件传递至相机镜头的振动。

相机镜头压紧件通过紧固螺栓把相机镜头固定在相机镜头连接件上，相机镜头口径一般选择在100mm～279mm、焦距1000mm～2800mm之间。

相机镜头校准组件4的寻星镜一般选择倍率为6×30、9×50等。

如图2为相机镜头校准组件结构示意图，相机镜头校准组件包括寻星镜401、寻星镜压紧端盖402、俯仰调节旋钮403、水平关节404、水平锁紧螺母405、弹簧垫片406、安装基座407、紧固螺母408、俯仰锁紧螺母409、俯仰关节410；所述水平关节通过水平锁紧螺母与安装基座连接，所述俯仰关节通过俯仰锁紧螺母安装与水平关节连接，寻星镜置于俯仰关节之上，并通过寻星镜压紧端盖进行固定；寻星镜压紧端盖与俯仰关节之间通过螺栓连接；在水平关节的一侧设置有俯仰调节旋钮，所述俯仰调节旋钮穿过水平关节、俯仰关节并与俯仰锁紧螺母连接；所述紧固螺母下端设置弹簧垫片，并通过安装基座上的凹型口与所述安装基板连接。如图3所示，为相机镜头校准组件结构剖视图。

压紧端盖402与俯仰关节410在紧固螺栓作用下固定寻星镜401；俯仰调节旋钮403与俯仰关节410通过平键实现俯仰关节410周向固定以便传递转矩。当俯仰调节旋钮403校准好俯仰关节410在竖直平面内的俯仰角度后，俯仰锁紧螺母409用于锁紧当前俯仰位置。当水平关节404在水平方位调节到合适方位后，水平锁紧螺母405用于锁紧当前水平位置。

紧固螺母408通过压紧弹簧垫片406实现校准组件的安装基座407与安装基板1固定。

一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准方法，该快速瞄准方法校准步骤如下所示：

步骤1、拧紧紧固螺栓，通过寻星镜压紧端盖402的压紧作用将寻星镜401固定到俯仰关节410上；

步骤2、通过平键配合实现俯仰调节旋钮403、俯仰关节410的周向固定，然后旋转俯仰锁紧螺母409粗略固定寻星镜401的大致俯仰方位；

步骤3、旋转水平锁紧螺母405，粗略固定寻星镜401的大致水平方位；

步骤4、旋转紧固螺母408，实现相机镜头校准组件4与安装基板1的固定，实施例中，灵活选择相机镜头校准组件4在空间相机上的安装位置，但应保证相机镜头校准组件4的寻星镜与空间相机镜头的指向一致，且要留有一定工作空间以便能调节寻星镜的光轴方向并使之与空间相机镜头的光轴方向平行；

步骤5、选择地面近处某目标物体使其在空间相机视场中央成像，小幅度调节寻星镜401的俯仰方位和水平方位，使寻星镜的十字叉丝对准该目标物体并锁紧水平锁紧螺母405、俯仰调节旋钮403；即完成寻星镜光轴与空间相机主镜光轴的平行校准，使寻星镜与空间相机观察目标一致。

步骤6、选择待测目标物体，根据寻星镜内待测目标物体的方位快速调节空间相机的光轴指向，当待测目标物体位于寻星镜十字分化板中心时，待测目标物体同时也被快速导引至窄视场空间遥感相机的视场中心，即完成窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准过程；

在实施例中，测试人员便可通过寻星镜快速将空间遥感相机对准位于无穷远处的待测目标物体，大幅缩短目标物体搜索时间，显著提高空间相机地面成像测试实验效率。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置，其特征在于，包括安装基板(1)、空间相机(2)、钢丝绳减振器(3)、相机镜头校准组件(4)、相机镜头压紧件(5)、相机镜头连接件(6)、空间相机支撑件(7)；所述相机镜头连接件(6)、空间相机支撑件(7)通过螺栓与安装基板(1)连接；所述空间相机(2)由相机本体(21)和相机镜头(22)组成；所述相机本体设置在空间相机支撑件上，通过螺钉连接；所述相机镜头置于相机镜头连接件上方，并通过相机镜头压紧件进行固定；

所述相机镜头连接件(6)、空间相机支撑件(7)与安装基板(1)的接触部位设置有第一减振垫(8)；

所述相机镜头压紧件、相机镜头连接件与相机镜头的接触部设置有第二减振垫(9)；

所述钢丝绳减振器(3)的一端安装在安装基板的正下方，另一端安装固定在卫星上；

所述相机镜头校准组件(4)安装在所述安装基板上。

2.如权利要求1所述的一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置，其特征在于，所述相机镜头校准组件包括寻星镜(401)、寻星镜压紧端盖(402)、俯仰调节旋钮(403)、水平关节(404)、水平锁紧螺母(405)、弹簧垫片(406)、安装基座(407)、紧固螺母(408)、俯仰锁紧螺母(409)、俯仰关节(410)；所述水平关节通过水平锁紧螺母与安装基座连接，所述俯仰关节通过俯仰锁紧螺母安装与水平关节连接，寻星镜置于俯仰关节之上，并通过寻星镜压紧端盖进行固定；寻星镜压紧端盖与俯仰关节之间通过螺栓连接；在水平关节的一侧设置有俯仰调节旋钮，所述俯仰调节旋钮穿过水平关节、俯仰关节并与俯仰锁紧螺母连接，待相机镜头校准组件安装结束后，通过俯仰调节旋钮与锁紧螺母配合来调节寻星镜的俯仰方位；所述紧固螺母下端设置弹簧垫片，并通过安装基座上的凹型口与所述安装基板连接。

3.一种用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准方法，采用如权利要求2所述的用于窄视场空间遥感相机的辅助快速瞄准装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、安装寻星镜，拧紧紧固螺栓，通过寻星镜压紧端盖的压紧作用将寻星镜固定到俯仰关节上；

步骤2、通过平键配合实现俯仰调节旋钮、俯仰关节的周向固定，然后旋转俯仰锁紧螺母粗略固定寻星镜的大致俯仰方位；

步骤3、旋转水平锁紧螺母，粗略固定寻星镜的大致水平方位；

步骤4、旋转紧固螺母，实现相机镜头校准组件与安装基板的固定，选择相机镜头校准组件在空间相机上的安装位置，保证相机镜头校准组件的寻星镜与空间相机镜头的指向一致，并留有一定工作空间便于调节寻星镜的光轴方向并使之与空间相机镜头的光轴方向平行；

步骤5、选择地面近处某目标物体使其在空间相机视场中央成像，小幅度调节寻星镜的俯仰方位和水平方位，使寻星镜的十字分化板对准该目标物体并锁紧水平锁紧螺母、俯仰调节旋钮；即完成寻星镜光轴与空间相机主镜光轴的平行校准，使寻星镜与空间相机观察目标一致；

步骤6、选择待测目标物体，根据寻星镜内待测目标物体的方位快速调节空间相机的光轴指向，当待测目标物体位于寻星镜十字分化板中心时，待测目标物体同时也被快速导引至窄视场空间相机的视场中心，即完成窄视场空间相机的辅助快速瞄准过程。