CN109357843B - 空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，包括有稳定平台、升降台、平移台、方位圆导轨、俯仰转臂、滚转导轨、光源移动平台和探测器移动平台；稳定平台上安装有升降台和环绕升降台的方位圆导轨，升降台上安装有平移台，平移台包括叠放的X向和Y向平移台，方位圆导轨上对称滑动安装一对俯仰转臂，两俯仰转臂上架设有滚转导轨，滚转导轨为半圆形结构，滚转导轨上滑动安装有光源移动平台和探测器移动平台；在测量、装调、定标过程中，被测仪器置于平移台上，通过自动控制系统和执行机构实现被测仪器的位置三维坐标、光源的入射方位角与天顶角、探测器的接收方位角与天顶角七个变量的独立变化。本发明功能易于扩展，实用性高。
Description
技术领域
本发明涉及光学测量装置领域，具体是一种空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台。
背景技术
某星载空间光学遥感器是通过探测地球大气或表面反射、散射的多通道宽波段光辐射来解析大气成分的分布和变化。仪器的光学部件装配和调试是系统装配的重点；仪器光学性能的测试是衡量系统能否正常工作的关键；对仪器的地面定标是遥感数据定量化的前提和基础。为提供仪器在装调、测试、定标时的光学测量手段，提高仪器装调质量，给出仪器性能检测的定量指标，以及保障卫星发射后仪器的在轨定标功能正常，需要在地面建立模拟在轨光学监测、定标系统，得到不同角度地球光、太阳光入射后的探测、定标数据，验证、确定光学探测和定标系统参数指标，辅助进行仪器光学系统的装配和调试，并检验、校准光学系统性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，是用于星载空间光学遥感器的立体、多自由度、全视角的光学装调、测试、定标系统，经过仪器光路散射、反射、会聚输出，并与仪器光路自由配合的光学和机械系统，解决目前缺乏星上光学仪器的专用地面模拟装置、测试流程和工装结构复杂、系统实际装调、测试和定标困难的难题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：包括有稳定平台、升降台、平移台、方位圆导轨、俯仰转臂、滚转导轨、光源移动平台和探测器移动平台；所述稳定平台上安装有升降台和环绕升降台的方位圆导轨，升降台上安装有平移台，平移台包括上下叠放的X向平移台和Y向平移台，方位圆导轨上对称滑动安装一对俯仰转臂，两俯仰转臂上架设有滚转导轨，滚转导轨为半圆形结构，滚转导轨上滑动安装有光源移动平台和探测器移动平台；在测量、装调、定标过程中，被测仪器置于X向平移台上，通过自动控制系统和执行机构实现被测仪器的位置三维坐标、光源的入射方位角与天顶角、探测器的接收方位角与天顶角七个变量的独立变化。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述方位圆导轨、俯仰转臂、滚转导轨三者的三轴旋转中心重合，三轴转动范围：方位轴-180゜～+180゜，俯仰轴-90゜～+90゜，滚转轴-65゜～+65゜。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：当方位圆导轨位于0度时，俯仰转臂旋转轴线与遥感仪器主视场中心线成90º角，升降台高度使遥感仪器主视场中心线高度与三轴旋转中心一致。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：调整升降台与平移台使遥感仪器定标中心与三轴旋转中心一致。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述稳定平台下安装有地面支撑脚，支撑脚上设置有阻尼隔振装置和调平螺栓，可单独调节各支撑脚，粗调稳定平台的水平度，稳定平台与升降台间有支撑杆，可单独调节各支撑杆，微调升降台水平度。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述升降台台面尺寸：φ1100mm，升降台平面度≤0.1mm，升降范围：0～200mm，可锁紧。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述X向平移台台面尺寸：500mm×700mm，平移台组合高度≤230mm，最大载重200kg，二维平移范围：-50～150mm，可锁紧。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述方位圆导轨最大有效回转直径φ1150mm、滚转导轨内侧有效滚转半径R980mm。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述测量平台总高度：≤2.8m。
所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述光源移动平台和探测器移动平台保持一定角度间距，并沿滚转导轨同步运动，同时方位圆导轨进行转动，俯仰转臂则保持一定角度不动。
本发明的有益效果：
（1）使用自动位移装置调整、设置光源的视角，利用光源发出的光线模拟在轨时入射的地球光和太阳光，进入仪器光路，同时使用自动位移装置调整、设置探测器的视角，接收仪器发出的光线。该平台光源和探测器位置调整方便，平台通过三轴同步转动，可以实现光源与探测器在整个天顶半球范围内任意天顶角和方位角的同步移动，简化了结构。能够试验验证、确认仪器光机部件设计参数，辅助进行仪器的装配调试，并检验、校准光学系统性能。
（2）通过设置X向平移台、Y向平移台和Z向升降台位置，仪器的光路位置可以独立调节。与两个滚转移动组件（光源移动平台、探测器移动平台）的位置配合，可以同时实现不同光线入射方式的测量和定标；该平台对仪器的安装方式没有要求，仪器平放、竖立皆可，安装自由度高，便于人员随时进行装调工作。
（3）光源和探测器移动平台设计为统一的标准接口，互换性好；通过将探测器替换为反射板、光源等其他光学器件，可实现仪器不同功能和光学指标的测量与定标；平台的功能易于扩展，实用性得到提高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，包括有稳定平台A、升降台B、平移台、方位圆导轨D、俯仰转臂E、滚转导轨F、光源移动平台G和探测器移动平台H；所述稳定平台A上安装有升降台B和环绕升降台B的方位圆导轨D，升降台B上安装有平移台，平移台包括上下叠放的X向平移台C1和Y向平移台C2，方位圆导轨D上对称滑动安装一对俯仰转臂E，两俯仰转臂E上架设有滚转导轨F，滚转导轨F为半圆形结构，滚转导轨F上滑动安装有光源移动平台G和探测器移动平台H；在测量、装调、定标过程中，被测仪器置于X向平移台C1上，通过自动控制系统和执行机构实现被测仪器的位置三维坐标、光源的入射方位角与天顶角、探测器的接收方位角与天顶角七个变量的独立变化。
所述方位圆导轨D、俯仰转臂E、滚转导轨F三者的三轴旋转中心重合，三轴转动范围：方位轴-180゜～+180゜，俯仰轴-90゜～+90゜，滚转轴-65゜～+65゜。
当方位圆导轨D位于0度时，俯仰转臂E旋转轴线与遥感仪器主视场中心线成90º角，升降台B高度使遥感仪器主视场中心线高度与三轴旋转中心一致。
调整升降台B与平移台使遥感仪器定标中心与三轴旋转中心一致。
稳定平台A下安装有地面支撑脚，支撑脚上设置有阻尼隔振装置和调平螺栓，可单独调节各支撑脚，粗调稳定平台A的水平度，稳定平台A与升降台B间有支撑杆，可单独调节各支撑杆，微调升降台B水平度。
升降台B台面尺寸：φ1100mm，升降台B平面度≤0.1mm，升降范围：0～200mm，可锁紧。
X向平移台C1台面尺寸：500mm×700mm，平移台组合高度≤230mm，最大载重200kg，二维平移范围：-50～150mm，可锁紧。
方位圆导轨D最大有效回转直径φ1150mm、滚转导轨F内侧有效滚转半径R980mm。
测量平台总高度：≤2.8m。
光源移动平台G和探测器移动平台H保持一定角度间距，并沿滚转导轨F同步运动，同时方位圆导轨D进行转动，俯仰转臂E则保持一定角度不动。
Claims (4)
1.空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：包括有稳定平台、升降台、平移台、方位圆导轨、俯仰转臂、滚转导轨、光源移动平台和探测器移动平台；所述稳定平台上安装有升降台和环绕升降台的方位圆导轨，升降台上安装有平移台，平移台包括上下叠放的X向平移台和Y向平移台，方位圆导轨上对称滑动安装一对俯仰转臂，两俯仰转臂上架设有滚转导轨，滚转导轨为半圆形结构，滚转导轨上滑动安装有光源移动平台和探测器移动平台；在测量、装调、定标过程中，遥感器置于X向平移台上，通过自动控制系统和执行机构实现遥感器的位置三维坐标、光源的入射方位角与天顶角、探测器的接收方位角与天顶角七个变量的独立变化；
所述方位圆导轨、俯仰转臂、滚转导轨三者的三轴旋转中心重合，三轴转动范围：方位轴- 180゜～+180゜，俯仰轴-90゜～+90゜，滚转轴-65゜～+65゜；
当方位圆导轨位于0度时，俯仰转臂旋转轴线与遥感器主视场中心线成90º角，升降台高度使遥感器主视场中心线高度与三轴旋转中心一致；
调整升降台与平移台使遥感器定标中心与三轴旋转中心一致；
所述升降台台面尺寸：φ1100mm，升降台平面度≤0.1mm，升降范围：0～200mm，可锁紧；
所述X向平移台台面尺寸：500mm×700mm，平移台组合高度≤230mm，最大载重200kg，二维平 移范围：-50～150mm，可锁紧；
所述光源移动平台和探测器移动平台保持间距，并沿滚转导轨同步运动，同时方位圆导 轨进行转动，俯仰转臂则保持不动。
2.根据权利要求1所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述稳定平台下安装有地面支撑脚，支撑脚上设置有阻尼隔振装置和调平螺栓，可单独调节各支撑脚，粗调稳定平台的水平度，稳定平台与升降台间有支撑杆，可单独调节各支撑杆，微调升降台水平度。
3.根据权利要求1所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述方位圆导轨最大有效回转直径φ1150mm、滚转导轨内侧有效滚转半径R980mm。
4.根据权利要求1所述的空间光学遥感器三维通用全角度光学测量平台，其特征在于：所述测量平台总高度：≤2.8m。
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