CN111060137A - 多星模拟器 - Google Patents

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许洪刚
韩冰
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Abstract

本发明公开一种多星模拟器，包括模拟星支撑架和以不同角度安装在模拟星支撑架上的多套准直系统，准直系统包括主镜组件、次镜组件、支撑镜筒和星点调节组件，主镜组件与次镜组件安装在支撑镜筒中组成卡塞格林光学系统，星点调节组件可调安装在卡塞格林光学系统的焦面上，通过调整星点调节组件在焦面上的位置，调节准直系统的出射光角度。本发明通过不同角度的准直系统模拟指定天区内的恒星分布，模拟视场大、模拟星数量多；通过调节螺钉调整星点在焦面上的位置，来调节星模拟器出射光角度，调整精度高，而且可有效保证星模拟器安装后的稳定性；通过调整光源组件的电流占空比来实现星等调整、调节简单、范围广。

Description

多星模拟器
技术领域
本发明涉及星模拟器技术领域，特别涉及一种星等可调的大视场多星模拟器。
背景技术
近年来，随着我国空间技术的不断发展进步，载人飞船、各类卫星等航天器需要不断地提高在轨姿态的精度，作为导航装置的星敏感器得到了大规模的应用，为保证星敏感器的精度，对其进行标定是星敏感器应用过程中必不可少的一项流程。
星模拟器作为星敏感器的地面标定设备得到广泛应用，根据功能可分为标定型和功能检测型，标定型主要用于对星敏感器进行探测能力、光信号分辨能力的标定，功能检测型主要对多个恒星的实际位置及分布进行模拟。国内外已有的多星模拟器星数少、精度低、覆盖视场小，越来无法满足星敏感器的要求，有鉴于此，设计一种星等可调的大视场多星模拟器，以消除现有技术中的缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了现有的多星模拟器存在星数少、精度低、覆盖视场小的问题，提出了一种多星模拟器，它不仅可实现20°×40°视场内多颗恒星位置的精确模拟，还可实现模拟的恒星星等的调节，同时保证系统的稳定性。
本发明提供的多星模拟器，包括：模拟星支撑架和以不同角度安装在模拟星支撑架上的多套准直系统，准直系统包括主镜组件、次镜组件、支撑镜筒和星点调节组件，主镜组件与次镜组件安装在支撑镜筒中组成卡塞格林光学系统，星点调节组件可调安装在卡塞格林光学系统的焦面上，通过调整星点调节组件在焦面上的位置，调节准直系统的出射光角度。
优选地，多星模拟器还包括底座，模拟星支撑架安装在底座上。
优选地，在模拟星支撑架上开设有不同角度用于安装准直系统的模拟星安装孔。
优选地，星点调节组件包括基座、星点和调节螺钉，在基座上开设有安装孔和与安装孔相连通的螺纹孔，星点安装在安装孔内，调节螺钉旋入螺纹孔后与星点接触，通过调节调节螺钉旋入螺纹孔的深度调节星点在焦面上的位置。
优选地，调节螺钉与螺纹孔的数量均为三个，三个螺纹孔沿基座的圆周方向均布。
优选地，星点调节组件还包括基座端盖，基座端盖的一端与基座螺纹连接，在基座端盖内安装有衰减片，衰减片通过压圈紧固在基座端盖内。
优选地，支撑镜筒包括镜筒本体、次镜支撑组件和镜筒端盖，在镜筒本体的内壁上开设有两个安装槽，次镜支撑组件通过一个安装槽安装在镜筒本体内与星点调节组件同轴，镜筒端盖螺纹连接在镜筒本体靠近星点调节组件的一端。
优选地，在次镜支撑组件的圆心处开设有次镜安装孔，次镜组件通过次镜安装孔安装在次镜支撑组件上，以及，主镜组件通过另一个安装槽安装在镜筒本体内。
优选地，次镜组件同轴连接有用于校准星点的激光组件。
优选地，准直系统还包括LED光源组件和灯罩，灯罩包括螺纹连接的前段、中段和后段，前段与镜筒端盖螺纹连接，基座端盖的另一端与前段螺纹连接，LED光源组件与后段螺纹连接。
本发明能够取得以下技术效果：
1、通过不同角度的准直系统分别模拟指定天区内的恒星分布，可扩大模拟的视场，使视场达到20°×40°，增加所模拟的恒星的数量。
2、通过调整星点在焦面上的位置，来调节星模拟器的出射光角度，调整精度高，而且可有效保证星模拟器安装后的稳定性。
3、通过调整光源组件的电流占空比实现星等的调整，调节简单，范围广。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的多星模拟器的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的模拟星支撑架的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的准直系统的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的星点调节组件的结构示意图。
其中的附图标记包括：模拟星支撑架1、模拟星安装孔101、准直系统2、主镜组件201、次镜组件202、支撑镜筒203、镜筒本体2031、次镜支撑组件2032、镜筒端盖2033、遮光筒2034、星点调节组件204、基座2041、星点2042、调节螺钉2043、基座端盖2044、衰减片2045、压圈2046、光源组件205、前段2061、中段2062、后段2063、激光组件207、底座3。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
本发明提供一种多星模拟器，通过在模拟星支撑架安装多套不同角度的准直系统，实现指定天区内恒星分布的模拟，不同角度的准直系统能够扩大视场，增加所模拟的恒星的数量。
下面结合附图对本发明具体实施例提供的多星模拟器的结构及原理进行展开说明。
参考图1所示，本发明实施例提供的多星模拟器，包括：模拟星支撑架11、准直系统2和底座3，模拟星支撑架1通过螺钉安装固定在底座3上，准直系统2为多套，以不同的角度安装在模拟星支撑架1上，底座3起到支撑模拟星支撑架1和准直系统2的作用。
参考图2所示，在模拟星支撑架1上开设有与准直系统2数量相同的模拟星安装孔101，各套准直系统2分别通过螺钉安装在对应的模拟星安装孔101内，各模拟星安装孔101的角度均不同，其角度根据所模拟的恒星在天球坐标系的理论坐标通过坐标变换而来。
通过不同角度的准直系统分别模拟指定天区内的恒星分布，覆盖视场大，模拟星数多。如65套不同角度的准直系统2可实现20°×40°视场内65颗恒星位置的精确模拟。
参考图3所示，准直系统2包括主镜组件201、次镜组件202、支撑镜筒203和星点调节组件204，主镜组件201与次镜组件202安装在支撑镜筒203中组成卡塞格林光学系统即卡塞格林望远镜，星点调节组件204可调地安装在卡塞格林光学系统的焦面上，用于为卡塞格林光学系统提供星点目标，通过调整星点调节组件204在焦面上的位置，实现准直系统2的出射光角度的精调。
支撑镜筒203包括镜筒本体2031、次镜支撑组件2032和镜筒端盖2033，镜筒本体2031为圆筒形结构，在镜筒本体2031靠近两端的内壁上分别开设有安装槽，次镜支撑组件2032安装在一个安装槽内，主镜组件201安装在另一个安装槽内，镜筒端盖2033螺纹连接在靠近星点调节组件204的一端。
在次镜支撑组件2033的圆心处开设有次镜安装孔，次镜组件202通过次镜安装孔安装在次镜支撑组件2033上，主镜组件201、次镜组件202与星点调节组件204同轴设置。
在镜筒端盖2033上连接有与主镜组件201同轴的遮光筒2034，遮光筒2034穿过主镜组件201的过孔延伸至镜筒本体2031的内部。
准直系统2还包括一个光源组件205，为卡塞格林光学系统提供能量输入，可以在光源组件205的前部设置毛玻璃，毛玻璃起到匀光的作用。
在本发明的一个实施例中，光源组件205为LED光源组件，通过调节LED电源组件的电流占空比来控制准直系统2的出射光的星等，不仅调节简单，而且调节星等范围广。
准直系统2进一步包括灯罩，灯罩包括前段2061、中段2062和后段2063，前段2061、中段2062与后段2063依次螺纹连接，前段2061与镜筒端盖2033螺纹连接，光源组件205螺纹连接在后段2063，中段2062使光源组件205与星点调节组件204相隔一定的距离。
参考图4所示，星点调节组件204包括基座2041、星点2042和调节螺钉2043，在基座2041上开设有安装孔和与安装孔相连通的螺纹孔，星点2042安装在安装孔内，调节螺钉2043旋入螺纹孔后与星点2042接触，实现对星点2042的定位，通过调节调节螺钉2043旋入螺纹孔的深度调节星点2042在卡塞格林光学系统的焦面上的位置，即星点2042中的星孔位置，进而改变光线的入射到次镜组件202、主镜组件201上的角度，最终实现经主镜组件201反射后的出射光角度的调整，此方式调整方便、精确，同时保证了星模拟器安装的稳定性。
在本发明的另一个实施例中，调节螺钉2043的数量为三个，基座2041上螺纹孔的数量也为三个，三个螺纹孔沿基座2041的圆周方向均布开设，任意两个螺纹孔之间的夹角为120°。
在次镜组件202伸出镜筒本体2031的一端同轴连接有用于校准星点2042的激光组件207，激光组件207沿次镜组件202的轴线射出校准光线，校准光线照射在星点2042上，用户可根据校准光线调节调节螺钉2043，从而使星点2042固定在适当的位置。
星点调节组件204还包括基座端盖2044，基座端盖2044的一端与基座2041螺纹连接，另一端与前段2061螺纹连接，在基座端盖2043内开设有安装槽，在安装槽内安装有衰减片2045，衰减片2045通过压圈2046紧固在基座端盖2044内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多星模拟器，其特征在于，包括：模拟星支撑架和以不同角度安装在所述模拟星支撑架上的多套准直系统，所述准直系统包括主镜组件、次镜组件、支撑镜筒和星点调节组件，所述主镜组件与所述次镜组件安装在所述支撑镜筒中组成卡塞格林光学系统，所述星点调节组件可调安装在所述卡塞格林光学系统的焦面上，通过调整所述星点调节组件在所述焦面上的位置，调节所述准直系统的出射光角度。
2.根据权利要求1所述的多星模拟器，其特征在于，还包括底座，所述模拟星支撑架安装在所述底座上。
3.根据权利要求2所述的多星模拟器，其特征在于，在所述模拟星支撑架上开设有不同角度用于安装所述准直系统的模拟星安装孔。
4.根据权利要求1所述的多星模拟器，其特征在于，所述星点调节组件包括基座、星点和调节螺钉，在所述基座上开设有安装孔和与所述安装孔相连通的螺纹孔，所述星点安装在所述安装孔内，所述调节螺钉旋入所述螺纹孔后与所述星点接触，通过调节所述调节螺钉旋入所述螺纹孔的深度调节所述星点在所述焦面上的位置。
5.根据权利要求4所述的多星模拟器，其特征在于，所述调节螺钉与所述螺纹孔的数量均为三个，三个螺纹孔沿所述基座的圆周方向均布。
6.根据权利要求4或5所述的多星模拟器，其特征在于，所述星点调节组件还包括基座端盖，所述基座端盖的一端与所述基座螺纹连接，在所述基座端盖内安装有衰减片，所述衰减片通过压圈紧固在所述基座端盖内。
7.根据权利要求6所述的多星模拟器，其特征在于，所述支撑镜筒包括镜筒本体、次镜支撑组件和镜筒端盖，在所述镜筒本体的内壁上开设有两个安装槽，所述次镜支撑组件通过一个安装槽安装在所述镜筒本体内与所述星点调节组件同轴，所述镜筒端盖螺纹连接在所述镜筒本体靠近所述星点调节组件的一端。
8.根据权利要求7所述的多星模拟器，其特征在于，在所述次镜支撑组件的圆心处开设有次镜安装孔，所述次镜组件通过所述次镜安装孔安装在所述次镜支撑组件上，以及，所述主镜组件通过另一个安装槽安装在所述镜筒本体内。
9.根据权利要求8所述的多星模拟器，其特征在于，所述次镜组件同轴连接有用于校准所述星点的激光组件。
10.根据权利要求9所述的多星模拟器，其特征在于，所述准直系统还包括LED光源组件和灯罩，所述灯罩包括螺纹连接的前段、中段和后段，所述前段与所述镜筒端盖螺纹连接，所述基座端盖的另一端与所述前段螺纹连接，所述LED光源组件与所述后段螺纹连接。
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