CN106643788B - 星敏感器真空校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种星敏感器真空校准装置，包括：光源模块，用于提供入射光；星点靶模块，用于在所述入射光的作用下形成星点分布；长焦光学模块，用于将经所述星点靶模块后的入射光进行准直处理，生成反射光并发射至被校准星敏感器或星等标准传递组件；星等标准传递组件，用于接收所述反射光并输出标准星等量值；控制模块，用于采集所述标准星等量值以及被校准星敏感器输出的星等量值，并控制输出校准结果；本发明提供的星敏感器真空校准装置，能够真实的模拟真空环境，有效提高星敏感器校准的准确性。

Description

星敏感器真空校准装置

技术领域

本发明涉及光学测试设备校准领域，尤其涉及一种星敏感器真空校准装置。

背景技术

星敏感器作为目前最精确的绝对姿态敏感器，在我国深空探测、远程精确打击等技术领域得到广泛应用。星敏感器以恒星为观测基准，为各种空间飞行器提供惯性姿态信息，是星光导航及制导的核心部件，在各类空间飞行器的姿态测量和导航控制系统中起着至关重要的作用，具有指向精度高、自主性强、隐蔽性好、误差不随时间积累、不受地域限制、可实现全球导航等优点。

校准测试是星敏感器发射前的必不可少的重要环节，是衡量产品能否正常应用的关键。然而，目前对星敏感器的星等校准所使用的光源不具备光谱调制功能，无法生成与真实目标一致的色温曲线，针对星等校准准确度产生较大影响；并且目前星敏感器校准装置多为普通实验室环境，尚不具备模拟空间真空环境的能力，将严重影响星敏感器数据的准确性，进而影响空间探测计划的正常进行。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述问题，本发明提出一种星敏感器真空校准装置，能够有效提高星敏感器校准的准确性。

一种星敏感器真空校准装置，包括：

光源模块，用于提供入射光；

星点靶模块，用于在所述入射光的作用下形成星点分布；

长焦光学模块，用于将经所述星点靶模块后的入射光进行准直处理，生成反射光并发射至被校准星敏感器或星等标准传递组件；

星等标准传递组件，用于接收所述反射光并输出标准星等量值；

控制模块，用于采集所述标准星等量值以及被校准星敏感器输出的星等量值，并控制输出校准结果。

本发明提供的星敏感器真空校准装置，能够真实的模拟真空环境，有效提高星敏感器校准的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的星敏感器真空校准装置一种实施例的结构示意图。

图2为本发明提供的星敏感器真空校准装置第二种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

参考图1，本实施例提供一种星敏感器真空校准装置，包括：

光源模块101，用于提供入射光；

星点靶模块102，用于在所述入射光的作用下形成星点分布；

长焦光学模块103，用于将经所述星点靶模块后的入射光进行准直处理，生成反射光并发射至被校准星敏感器104或星等标准传递组件105；

星等标准传递组件105，用于接收所述反射光并输出标准星等量值；

控制模块106，用于采集所述标准星等量值以及被校准星敏感器输出的星等量值，并控制输出校准结果。

进一步地，参考图2，光源模块101包括光谱调制型光源107和积分球型光源108，波段范围覆盖0.4μm-1.1μm，光谱调制光源107用于生成恒星真实光谱入射光，满足3000k-8000k色温要求，积分球型光源108用于生成特定光谱入射光，满足-1等星-6等星的校准要求。通过光源模块101产生不同等级星的光照度。

进一步地，星点靶模块102可以为若干个单星点靶或者多星点靶，作为一种可选的实施方式，星点靶模块102为星点分划板，星点分划板设有透光微孔，入射光通过所述透光微孔形成星点分布。

作为另外一种可选的实施方式，星点靶模块102为光纤板，光纤板设有光纤，入射光通过光纤形成星点分布，每根光纤既可以独立使用光源，也可以共用同一路光源。

进一步地，长焦光学模块103包括离轴抛物面反射镜和平面反射镜，其离轴量与后工作距离都进行加大设计留有扩展的空间位置。在进行光学及支撑件结构设计时，需要选择低放气率及低挥发率的材料，避免对真空仓内光学系统的污染，以满足真空条件下的使用要求，保证出射光束具有良好的准直特性，满足系统校准要求。

进一步地，星等标准传递组件105为标准星敏感器，包括微光照度计、近红外辐射计、衰减装置、滤光片等。微光照度计适用波段主要为可见光波段，为了满足0.4μm～1.1μm的波段范围要求，采用近红外辐射计实现近红外波段的量值传递。星等标准传递组件直接关系到是否能够对星敏感器进行星等参数的校准。

进一步地，真空校准装置还包括旋转平台109，被校准星敏感器104和星等标准传递组件105配合设置在旋转平台109上，通过旋转该旋转平台109使被校准星敏感器104或星等标准组件105与反射光对准。

进一步地，真空校准装置还包括用于模拟太空环境的隔振真空仓110，星点靶模块102、长焦光学模块103、星等标准传递组件105以及旋转平台109置于隔振真空仓110内。

高真空度的隔振真空仓为星敏感器的校准提供一个高真空度校准环境，模拟星敏感器工作时的真实空间环境，满足真空度的技术指标要求。并能有效降低真空仓工作时真空泵的振动对校准的影响，满足星点跳动量的技术指标要求。

通过隔振真空仓形成最真实的星敏感器的工作环境，并能有效地屏蔽可见光和红外波段的杂散辐射，降低杂散光对星敏感器校准的影响，形成一个标准的校准环境。

进一步地，控制模块106包括工业控制计算机、数据采集电路、综合控制器及系统软件等，综合控制系统用来对各个分系统进行控制与数据采集，包括对光源的更换、靶标的切换、被校星敏感器与星等标准传递组件的切换、数据的采集和捕获等，并根据软件中的数学模型进行分析处理，输出参数校准结果，并提供对整个系统的供电。

本发明提供的星敏感器真空校准装置，在发射前即在地面实验室进行校准，能够及时发现星敏感器有效载荷设计过程中存在的缺陷，减少其研制过程中的反复，节省研制经费，缩短研制周期，避免影响整体进度的顺利开展；同时，由于该校准创新性采用光谱调制型光源以及在真空环境下进行校准，有效保证了星敏感器获取数据的准确性，对获取准确的星等量值及星间角距等均有着重大意义。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (6)

1.一种星敏感器真空校准装置，其特征在于，包括：

光源模块，用于提供入射光；所述光源模块包括光谱调制型光源和积分球型光源，所述光谱调制光源用于生成恒星真实光谱入射光，所述积分球型光源用于生成特定光谱入射光；

星点靶模块，用于在所述入射光的作用下形成星点分布；

长焦光学模块，用于将经所述星点靶模块后的入射光进行准直处理，生成反射光并发射至被校准星敏感器或星等标准传递组件；

星等标准传递组件，用于接收所述反射光并输出标准星等量值，其包括微光照度计、近红外辐射计、衰减装置、滤光片，所述微光照度计适用波段主要为可见光波段；

控制模块，用于采集所述标准星等量值以及被校准星敏感器输出的星等量值，并控制输出校准结果。

2.根据权利要求1所述的星敏感器真空校准装置，其特征在于，所述星点靶模块为星点分划板，所述星点分划板设有透光微孔，所述入射光通过所述透光微孔形成星点分布。

3.根据权利要求1所述的星敏感器真空校准装置，其特征在于，所述星点靶模块为光纤板，所述光纤板设有光纤，所述入射光通过所述光纤形成星点分布。

4.根据权利要求1所述的星敏感器真空校准装置，其特征在于，所述长焦光学模块包括离轴抛物面反射镜和平面反射镜。

5.根据权利要求1所述的星敏感器真空校准装置，其特征在于，所述真空校准装置还包括旋转平台，所述被校准星敏感器和所述星等标准组件配合设置在所述旋转平台上，通过旋转所述旋转平台使所述被校准星敏感器或所述星等标准组件与所述反射光对准。

6.根据权利要求4所述的星敏感器真空校准装置，其特征在于，所述真空校准装置还包括用于模拟太空环境的隔振真空仓，所述星点靶模块、长焦光学模块、星等标准传递组件以及旋转平台置于所述隔振真空仓内。