CN105606388A - 分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器，由大口径平行光管、可调恒星光源模拟系统、可调天空背景光源模拟系统和隔振光学平台组成。大口径平行光管和可调恒星光源模拟系统置于同一水平面上，可调天空背景光源模拟系统置于大口径平行光管光轴的垂直水平面上，经过大口径平行光管的作用后，可实现光源外置且具有天空背景的星等可调星图可变的静态星图模拟。

Description

分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器

技术领域

本发明涉及航天器地面测试与标定技术，尤其涉及一种静态星模拟器。

背景技术

星模拟器作为星敏感器的地面标定设备，按星图显示方式不同分为动态星模拟器和静态星模拟器。静态星模拟器采用星点分划板作为星图显示器件，利用激光直写技术制作星点分划板，凭借激光直写技术的高定位精度（通常可达1μm），使星点分划板具有较高制作精度，从而保证静态星模拟器的星图模拟精度。

随着星敏感器技术的发展，对静态星模拟器的要求也越来越多，不仅要求其具有较高的模拟精度，还要求静态星模拟器光源外置、星图可更换，且具有天空背景模拟功能。传统的静态星模拟器已不能满足星敏感器的使用要求，需要一种光源外置、星等可调星图可变且可模拟天空背景的静态星模拟器。

发明内容

本发明专利是针对现有技术存在的问题，设计一种分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器。针对现有静态星模拟器无法实现光源外置、星图可更换、且具有天空背景模拟功能的缺陷，提出利用大口径平行光管、可调恒星光源模拟系统、可调天空背景光源模拟系统、安装支架和隔振光学平台，搭建具有光源外置、星图可更换和具有天空背景模拟功能的高精度静态星模拟器。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：设计一种分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器，由大口径平行光管、可调恒星光源模拟系统、可调天空背景光源模拟系统和隔振光学平台组成。

所述隔振光学平台置于地面；所述大口径平行光管、所述可调恒星光源模拟系统和所述可调天空背景光源模拟系统置于所述隔振光学平台上；所述大口径平行光管和所述可调恒星光源模拟系统置于所述大口径平行光管光轴的同一水平面上，所述大口径平行光管之后设置所述可调恒星光源模拟系统；所述可调天空背景光源模拟系统置于所述大口径平行光管光轴的垂直水平面上，所述大口径平行光管之下设置所述可调天空背景光源模拟系统。

所述大口径平行光管，包括主反射镜组件、半反半透镜组件、星点分划板组件、星点分划板更换机构组件和天空背景光阑组件；所述主反射镜组件、所述半反半透镜组件、所述星点分划板组件、所述星点分划板更换机构组件依次设置在同一水平光路的光轴上，所述天空背景光阑组件设置在垂直于所述主反射镜组件光轴的光路上；其中，所述半反半透镜组件作用于所述主反射镜组件后，使其具有互成90°的第一焦面和第二焦面；所述第一焦面设置在所述主反射镜组件的水平光路上，所述星点分划板组件置于所述第一焦面上；所述第二焦面设置在所述主反射镜组件光轴的垂直水平面上，所述天空背景光阑组件置于所述第二焦面上；

所述星点分划板组件包括单星星点分划板、多星星点分划板Ⅰ、多星星点分划板Ⅱ和阵列星点分划板，用于模拟不同星图，可通过所述星点分划板更换机构组件进行更换；

所述可调恒星光源模拟系统包括星点光源控制器、氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ、星点光源积分球和照度计Ⅰ，用于模拟星图星等照度；

所述星点光源控制器与所述氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ相连，用于控制所述氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ的输入照度；所述氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ与所述星点光源积分球相连，用于提供星图星等的输入照度；所述星点光源积分球与所述星点分划板组件相连，用于匀光并点亮所述星点分划板组件；所述星点光源积分球的出光口设置所述照度计Ⅰ，用于实时监测所述可调恒星光源模拟系统的输出照度；

所述可调天空背景光源模拟系统由天空背景光源控制器、氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ、天空背景光源积分球和照度计Ⅱ组成，用于模拟天空背景照度；

所述天空背景光源控制器与所述氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ相连，用于控制所述氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ的输入照度；所述氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ与所述天空背景光源积分球相连，用于提供天空背景的输入照度；所述天空背景光源积分球与所述天空背景光阑组件相连，用于匀光并点亮所述天空背景光阑组件；所述天空背景光源积分球的出光口设置所述照度计Ⅱ，用于实时监测所述可调天空背景光源模拟系统的输出照度；

综上所述，本发明一种分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器由大口径平行光管、可调恒星光源模拟系统、可调天空背景光源模拟系统、安装支架和隔振光学平台组成。本发明一种分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器组成简单、结构紧凑，实现了光源外置、星图可更换，且具有天空背景模拟功能的高精度静态星图模拟。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器的组成和结构示意图；

附图标记：1——大口径平行光管；2-——可调恒星光源模拟系统；3——可调天空背景光源模拟系统；4——隔振光学平台；11——主反射镜组件；12——半反半透镜组件；13——星点分划板组件；14——星点分划板更换机构组件；15——天空背景光阑组件；21——照度计Ⅰ；22——星点光源积分球；23——氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ；24——星点光源控制器；31——照度计Ⅱ；32——天空背景光源积分球；33——氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ；34——天空背景光源控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。

图1为本发明实施例提供的分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器的组成和结构示意图，如图1所示，该分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器包括由大口径平行光管1、可调恒星光源模拟系统2、可调天空背景光源模拟系统3和隔振光学平台4组成。

隔振光学平台4置于地面；大口径平行光管1、可调恒星光源模拟系统2和可调天空背景光源模拟系统3置于隔振光学平台4上；大口径平行光管1和可调恒星光源模拟系统2置于大口径平行光管1光轴的同一水平面上，大口径平行光管1之后设置可调恒星光源模拟系统2；可调天空背景光源模拟系统3置于大口径平行光管1光轴的垂直水平面上，大口径平行光管1之下设置可调天空背景光源模拟系统3。

大口径平行光管1，包括主反射镜组件11、半反半透镜组件12、星点分划板组件13、星点分划板更换机构组件14和天空背景光阑组件15；

主反射镜组件11、半反半透镜组件12、星点分划板组件13、星点分划板更换机构组件14依次设置在同一水平光路的光轴上，天空背景光阑组件15设置在垂直于主反射镜组件11光轴的光路上；其中，半反半透镜组件12作用于主反射镜组件11后，使其具有互成90°的第一焦面和第二焦面；第一焦面设置在主反射镜组件11的水平光路上，星点分划板组件13置于第一焦面上；第二焦面设置在主反射镜组件11光轴的垂直水平面上，天空背景光阑组件15置于第二焦面上；

星点分划板组件13包括单星星点分划板、多星星点分划板Ⅰ、多星星点分划板Ⅱ和阵列星点分划板，用于模拟不同星图，可通过星点分划板更换机构组件14进行更换；

可调恒星光源模拟系统2包括星点光源控制器24、氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ23、星点光源积分球22和照度计Ⅰ21，用于模拟星图星等照度；

星点光源控制器24与氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ23相连，用于控制氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ23的输入照度；氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ23与星点光源积分球22相连，用于提供星图星等的输入照度；星点光源积分球22与星点分划板组件13相连，用于匀光并点亮星点分划板组件13；星点光源积分球22的出光口设置照度计Ⅰ21，用于实时监测可调恒星光源模拟系统2的输出照度；

可调天空背景光源模拟系统3由天空背景光源控制器34、氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ33、天空背景光源积分球32和照度计Ⅱ31组成，用于模拟天空背景照度；

天空背景光源控制器34与氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ33相连，用于控制氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ33的输入照度；氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ33与天空背景光源积分球32相连，用于提供天空背景的输入照度；天空背景光源积分球32与天空背景光阑组件15相连，用于匀光并点亮天空背景光阑组件15；天空背景光源积分球32的出光口设置照度计Ⅱ31，用于实时监测可调天空背景光源模拟系统3的输出照度；

使用时，将主反射镜组件11、半反半透镜组件12、星点分划板组件13、星点分划板更换机构组件14、天空背景光阑组件15、星点光源积分球22和照度计Ⅰ21、天空背景光源积分球32和照度计Ⅱ31置于隔振光学平台4上；星点光源控制器24、氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ23、天空背景光源控制器34、氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ33置于与隔振光学平台4距离5m的位置，实现静态星模拟器的光源外置。首先，点亮氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅰ23、氙灯和卤钨灯混合光纤传输光源Ⅱ33，并分别利用星点光源控制器24和天空背景光源控制器34实现星图星等控制和天空背景照度控制；然后，利用星点分划板更换机构组件14选定星点分划板组件13中的特定星点分划板置于大口径平行光管1的第一焦面处，且在静态星模拟器的工作过程中，还可以通过星点分划板更换机构组件14方便的更换星点分划板，同时，将天空背景光阑组件15置于大口径平行光管1的第二焦面处；最后，经过半反半透镜组件12和主反射镜组件11的作用后，在大口径平行光管1的出射端，可接收到星点分划板组件13和天空背景光阑组件15的叠加像，实现了星图可更换，且具有天空背景模拟功能的高精度静态星图模拟。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种分体式具有天空背景的星等可调星图可变静态星模拟器，其特征在于，包括大口径平行光管、可调恒星光源模拟系统、可调天空背景光源模拟系统和隔振光学平台；

所述隔振光学平台置于地面；

所述大口径平行光管、所述可调恒星光源模拟系统和所述可调天空背景光源模拟系统置于所述隔振光学平台上；

所述大口径平行光管和所述可调恒星光源模拟系统置于所述大口径平行光管光轴的同一水平面上，所述大口径平行光管之后设置所述可调恒星光源模拟系统；

所述可调天空背景光源模拟系统置于所述大口径平行光管光轴的垂直水平面上，所述大口径平行光管之下设置所述可调天空背景光源模拟系统。