CN113701883B - 变距离空间目标光谱特性模拟测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统及方法，其中系统包括：目标转台、光学照明系统、光谱探测系统和控制系统；目标转台，用于承载待测空间目标，空间目标为空间实体目标的缩比模型；光学照明系统，用于输出模拟空间内太阳光照的可见光，以使输出的可见光对空间目标进行照射；光谱探测系统，包括光谱探测设备和位置调整机构；位置调整机构与控制系统相连，用于在控制系统的控制下调整光谱探测设备与空间目标之间的距离；光谱探测设备用于测量不同距离下空间目标的光谱特性。本方案，能够充分模拟出实际情况下对空间实体目标的测量过程，得到的测量结果更加准确。

Description

变距离空间目标光谱特性模拟测量系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及空间目标模拟测量技术领域，特别涉及一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统及方法。

背景技术

空间目标是指在轨正常运行的航天器、各种空间碎片(比如失效卫星、入轨的助推火箭、遗弃的卫星整流罩等)、进入地球轨道空间的彗星小行星等。获取空间目标的光谱特性是对空间目标进行探测识别的重要手段之一。准确的空间目标的光谱特性可以反演空间目标表面材质，识别空间目标的状态，为此，需要对空间目标的可见光光谱特性进行分析。

由于对空间目标进行实际测量的数据很难获取到，目前一般采用仿真模型对空间目标的光谱特性进行仿真，但是仿真过程中所有的数据都是通过模拟计算得来的，并没有对空间目标进行与测量相关的操作，因此，得出的仿真数据的精度较低。

发明内容

基于现有技术中得到的光谱特性的数据精度较低的问题，本发明实施例提供了一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统及方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，包括：目标转台、光学照明系统、光谱探测系统和控制系统；

所述目标转台，用于承载待测空间目标，所述空间目标为空间实体目标的缩比模型；

所述光学照明系统，用于输出模拟空间内太阳光照的可见光，以使输出的可见光对所述空间目标进行照射；

所述光谱探测系统，包括光谱探测设备和位置调整机构；所述位置调整机构与所述控制系统相连，用于在所述控制系统的控制下调整所述光谱探测设备与所述空间目标之间的距离；所述光谱探测设备用于测量不同距离下所述空间目标的光谱特性。

优选地，所述位置调整机构包括悬挂式平台和驱动机构；所述悬挂式平台包括向三个方向延伸的轨道，该三个方向分别为三维坐标轴的X方向、Y方向和Z方向；所述光谱探测设备悬挂在所述悬挂式平台上，可在所述驱动机构的驱动下沿所述悬挂式平台的轨道向三维坐标轴的X方向、Y方向和Z方向中的任一方向平移。

优选地，所述悬挂式平台包括：沿三维坐标轴第一方向延伸的一条第一轨道、沿三维坐标轴第二方向延伸的一条第二轨道和沿三维坐标轴第三方向延伸的两条第三轨道；所述第一轨道架设在所述第二轨道上，所述第二轨道架设在两条所述第三轨道上；所述光谱探测设备设置在所述第一轨道上；

所述第二轨道可在两条所述第三轨道上沿所述第三方向进行平移；

所述第一轨道可在所述第二轨道上沿所述第二方向进行平移，且所述第一轨道可沿所述第一方向进行平移；

所述第二轨道移动时带动所述第一轨道移动，所述第一轨道移动时带动所述光谱探测设备移动。

优选地，所述光谱探测系统还包括方向调整机构；所述方向调整机构与所述控制系统相连，用于在所述控制系统的控制下调整所述光谱探测设备的探测端口的朝向，使得所述光谱探测设备的探测端口朝向所述空间目标。

优选地，所述目标转台与所述控制系统相连，用于在所述控制系统的控制下调整所述空间目标的三维姿态。

优选地，所述目标转台包括水平方位旋转机构、俯仰旋转机构和自转机构；

所述自转机构的一端固定设置在所述俯仰旋转机构上，另一端承载所述空间目标，所述自转机构可进行自转运动，以带动所述空间目标进行转动；

所述俯仰旋转机构可实现俯仰角转动，以通过所述自转机构带动所述空间目标进行转动，调整所述空间目标的俯仰角；

所述水平方位旋转机构位于所述目标转台的底部，作为承载所述俯仰旋转机构的基座，所述水平方位旋转机构可沿水平方位进行转动，以带动所述空间目标进行水平方位的转动。

优选地，所述俯仰旋转机构为圆弧状，且所述自转机构固定设置在所述俯仰旋转机构的圆弧内壁上；所述自转机构的长度为该圆弧所对应圆的半径，且当所述自转机构承载所述空间目标时，所述空间目标的中心位于该圆弧所对应圆的圆心处。

优选地，所述光学照明系统包括太阳模拟器和准直部件；所述准直部件用于对所述太阳模拟器输出的可见光进行准直，以使准直后的可见光垂直照射在所述空间目标上。

第二方面，本发明实施例还提供了一种一种基于上述任一所述变距离空间目标光谱特性模拟测量系统的测量方法，预先将所述变距离空间目标光谱特性模拟测量系统设置在在暗室环境内；所述方法还包括：

获取测量所需的测量参数；所述测量参数至少包括对待测空间目标进行测量时对应的若干个测量距离；

利用所述控制系统根据所述空间目标的第一位置的信息，计算所述光谱探测设备对应每一个测量距离时的第二位置的信息，根据每一个第二位置的信息，利用所述控制系统控制所述位置调整机构，以将所述光谱探测设备调整到对应的第二位置处，并利用所述光谱探测设备在每一个第二位置处测量所述空间目标的光谱特性。

优选地，所述测量参数还包括所述光谱探测设备对所述空间目标进行探测时对应所述空间目标的俯仰角；

所述计算所述光谱探测设备对应每一个测量距离时的第二位置的信息，包括：计算所述光谱探测设备在对应所述空间目标为所述俯仰角时，所述光谱探测设备对应每一个测量距离时的第二位置的信息；

和/或，

所述测量参数还包括对所述空间目标进行测量时所述可见光对所述空间目标的照射角；

还包括：利用所述控制系统控制所述目标转台，调整所述空间目标的三维姿态，以满足所述可见光对所述空间目标的照射角。

本发明实施例提供了一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统及方法，光学照明系统输出可见光以模拟空间内太阳光照，位置调整机构可以对光谱探测设备的位置进行调整，以调整光谱探测设备与空间目标之间的距离，从而可以测量到不同距离下该空间目标的光谱特性。可见，本方案能够对空间目标进行实际测量，虽然不是空间实体目标，但测量的空间目标为实体目标的缩比模型，其材质、形状与实体目标相同，且可以测量与空间目标不同距离下的光谱特性，可以充分模拟出实际情况下对空间实体目标的测量过程，因此得到的测量结果更加准确。

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是本发明一实施例提供的一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种光谱探测系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种方向调整机构的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种目标转台的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种测量方法流程图。

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中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如前所述，如果对空间目标进行实际测量，其测量数据很难获取到；如果采用仿真模型对空间目标的光谱特性进行仿真，由于仿真过程中所有的数据都是通过模拟计算得来的，并没有对空间目标进行与测量相关的操作，因此，得出的仿真数据的精度较低。基于此，可以考虑在实验环境中构建一套空间目标光谱特性模拟测量系统，利用可见光对空间目标的缩比模型进行照射，以模拟测量空间目标的光谱特性。

下面描述以上构思的具体实现方式。

请参考图1，本发明实施例提供了一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，包括：目标转台1、光学照明系统2、光谱探测系统和控制系统3；

该目标转台1，用于承载待测空间目标，该空间目标为空间实体目标的缩比模型；

该光学照明系统2，用于输出模拟空间内太阳光照的可见光，以使输出的可见光对该空间目标进行照射；

该光谱探测系统，包括光谱探测设备4和位置调整机构5；该位置调整机构5与该控制系统3相连，用于在该控制系统3的控制下调整该光谱探测设备4与该空间目标之间的距离；该光谱探测设备4用于测量不同距离下该空间目标的光谱特性。

本发明实施例中，光学照明系统输出可见光以模拟空间内太阳光照，位置调整机构可以对光谱探测设备的位置进行调整，以调整光谱探测设备与空间目标之间的距离，从而可以测量到不同距离下该空间目标的光谱特性。可见，本方案能够对空间目标进行实际测量，虽然不是空间实体目标，但测量的空间目标为实体目标的缩比模型，其材质、形状与实体目标相同，且可以测量与空间目标不同距离下的光谱特性，可以充分模拟出实际情况下对空间实体目标的测量过程，因此得到的测量结果更加准确。

下面描述图1所示的各个设备的具体结构和实现功能。

首先，对光谱探测系统进行说明。

考虑到在实际情况中，光谱探测系统对空间实体目标进行实际探测时，光谱探测系统与空间实体目标之间存在不同距离，因此，为了能够准确得到对空间实体目标进行实际探测时光谱特性，需要在利用光谱探测系统对空间目标进行模拟测量时，能够测量不同距离下空间目标的光谱特性，即需要光谱探测系统能够调整光谱探测设备的位置，以调整光谱探测设备与空间目标之间的距离。

在本发明一个实施例中，请参考图2，为光谱探测系统的结构示意图。该位置调整机构5包括悬挂式平台51和驱动机构(图中未示出)；所述悬挂式平台51包括向三个方向延伸的轨道，该三个方向分别为三维坐标轴的X方向、Y方向和Z方向；所述光谱探测设备4悬挂在所述悬挂式平台上，可在所述驱动机构的驱动下沿所述悬挂式平台的轨道向三维坐标轴的X方向、Y方向和Z方向中的任一方向平移。

通过将光谱探测设备4悬挂在该悬挂式平台上，且该光谱探测设备4可以沿该悬挂式平台的轨道向三维坐标轴的X方向、Y方向和Z方向中的任一方向平移，在向任一个方向移动时，光谱探测设备在三维坐标系(光谱探测设备与空间目标位于同一个三维坐标系内，且可以选定一个三维坐标原点，比如以空间目标所在位置为三维坐标原点)内的位置都会发生变化，若空间目标的位置不变，那么光谱探测设备与空间目标之间的距离就会发生变化，如此实现对探测距离的调整。

为实现该位置调整机构5的具体结构，一种可能的实现方式中，为图2所示的结构，该悬挂式平台51包括：沿三维坐标轴第一方向(比如为z轴方向)延伸的一条第一轨道51z、沿三维坐标轴第二方向(比如为x轴方向)延伸的一条第二轨道51x和沿三维坐标轴第三方向(比如为y轴方向)延伸的两条第三轨道51y；所述第一轨道51z架设在所述第二轨道51x上，所述第二轨道51x架设在两条所述第三轨道51y上；所述光谱探测设备设置在所述第一轨道51z上；其中，第二轨道51x可在两条所述第三轨道51y上沿所述第三方向进行平移；第一轨道51z可在所述第二轨道上沿所述第二方向进行平移，且所述第一轨道51z可沿所述第一方向进行平移；第二轨道51x移动时带动所述第一轨道51z移动，所述第一轨道51z移动时带动所述光谱探测设备移动。

如此，当需要将光谱探测设备沿第一方向平移时，可以利用控制系统控制驱动机构，以驱动第一轨道沿第一方向进行平移，由于光谱探测设备是设置在第一轨道上的，在第一轨道平移时可以带动光谱探测设备跟随第一轨道沿第一方向平移。当需要将光谱探测设备沿第二方向平移时，可以利用控制系统控制驱动机构，以驱动第一轨道在第二轨道上沿第二方向进行平移，从而带动光谱探测设备跟随第一轨道沿第二方向平移。当需要将光谱探测设备沿第三方向平移时，可以利用控制系统控制驱动机构，以驱动第二轨道在第三轨道上沿第三方向进行平移，由于第一轨道是架设在第二轨道上的，当第二轨道移动时，可以带动第一轨道进行移动，进而由第一轨道带动光谱探测设备进行移动，从而实现光谱探测设备在第三方向上平移。

图2所示的位置调整机构5不仅可以调整光谱探测设备与空间目标之间的距离，还可以调整光谱探测设备在探测空间目标的光谱特性时对该空间目标的俯仰角。比如，当空间目标不动时，可见光对空间目标的照射角也不变，只控制光谱探测设备沿三维坐标轴一个方向(比如z轴方向)进行移动，那么光谱探测设备与空间目标不仅距离会发生变化，其俯仰角也会发生变化，从而可以满足更多参数变化条件以实现在不同参数下对空间目标的测量，从而可以得到更多的测量数据。

另外，利用图2所示的位置调整机构对光谱探测设备的位置进行调整，以实现对空间目标进行模拟测量，空间目标与位置调整机构之间的位置设置关系可以包括很多种。比如，位置调整机构在调整光谱探测设备的位置时，其可以调整位置的最大边界可以形成一个空间，该空间目标可以位于该最大边界所形成空间内部的任意一个位置处，当然也可以位于该最大边界所形成空间的外部位置处。

在本发明一个实施例中，考虑到光谱探测设备的位置在发生变化时，光谱探测设备的探测端口的朝向可能发生偏差，为了降低探测端口朝向偏差对测量数据准确性的影响，该光谱探测系统还可以包括方向调整机构；所述方向调整机构与所述控制系统相连，用于在所述控制系统的控制下调整所述光谱探测设备的探测端口的朝向，使得所述光谱探测设备的探测端口朝向所述空间目标。在具体实现时，可以由控制系统根据光谱探测设备的位置以及空间目标的位置，计算探测端口的朝向所需调整的角度，进而控制方向调整机构的调整力度。如此，可以保证利用光谱探测设备探测到的光谱特性更加准确。

请参考图3，为一种方向调整机构的结构示意图，光谱探测设备与该方向调整机构的设置关系如图3所示，其中，该方向调整机构可以控制光谱探测设备沿转轴R1、转轴R2旋转，从而调整光谱探测设备的指向，使得光谱探测设备探测端口的中心与目标转台上承载的空间目标的中间对准，从而实现对准测量。

其中，该光谱探测设备可以包括可见光光谱仪和可见光相机，以实现对空间目标光谱信号的采集，得到空间目标的光谱特性。

需要说明的是，本发明实施例中除上述图2所示的光谱探测系统的结构以外，还可以包括其它结构，比如，在目标转台承载的空间目标的位置不变的情况下，该光谱探测系统的位置调整机构可以包括一条直线滑轨，该直线滑轨的方向朝向空间目标，光谱探测设备位于该直线滑轨上，可以沿该直线滑轨进行移动，在移动过程中其朝向可以是朝着空间目标，也可以是远离空间目标，从而在调整光谱探测设备的位置时，其位置变化是逐渐增大和逐渐减小的变化过程，且在位置发生变化的过程中，其对空间目标的俯仰角保持不变。

然后，对目标转台进行说明。

考虑到在实际情况中，光谱探测系统对空间实体目标进行实际探测时，光谱探测系统在与空间实体目标的探测角度不变时，空间实体目标会对应不同的空间姿态，因此，为了能够准确得到对空间实体目标进行实际探测时的光谱特性，需要在利用光谱探测系统对空间目标进行模拟测量时，能够测量空间目标在不同三维姿态时的光谱特性，即需要对空间目标的三维姿态进行调整。

在本发明一个实施例中，目标转台1与控制系统相连，用于在控制系统的控制下调整空间目标的三维姿态。

具体地，为了实现对空间目标的三维姿态的调整，在本发明一个实施例中，请参考图4，该目标转台包括水平方位旋转机构11、俯仰旋转机构12和自转机构13；

所述自转机构13的一端固定设置在所述俯仰旋转机构12上，另一端承载所述空间目标，所述自转机构13可进行自转运动，以带动所述空间目标进行转动；

所述俯仰旋转机构12可实现俯仰角转动，以通过所述自转机构13带动所述空间目标进行转动，调整所述空间目标的俯仰角；

所述水平方位旋转机构11位于所述目标转台1的底部，作为承载所述俯仰旋转机构12的基座，所述水平方位旋转机构11可沿水平方位进行转动，以带动所述空间目标进行水平方位的转动。

在上述自转机构、俯仰旋转机构和水平方位旋转机构中任一机构转动时，该空间目标的姿态均会发生变化，但是利用上述三个机构同时转动，可以调整空间目标呈现更多的三维姿态，从而获得更多三维姿态下的光谱特性。

在具体实现上述目标转台的结构时，该自转机构可以实现顺时针和逆时针两个方向上的连续转动，无限位机构的限制；该俯仰旋转机构可实现0°～90°转动范围，有限位机构；该水平方位旋转机构可以实现-270°～+270°转动范围，有限位机构。

在本发明一个实施例中，请参考图4，该俯仰旋转机构为圆弧状，且所述自转机构固定设置在所述俯仰旋转机构的圆弧内壁上；所述自转机构的长度为该圆弧所对应圆的半径，且当所述自转机构承载所述空间目标时，所述空间目标的中心位于该圆弧所对应圆的圆心处。

其中，水平方位旋转机构的轴线、俯仰旋转机构的轴线、自转机构的轴线的相交点为该圆弧对应圆的圆心。如此，当自转机构、俯仰旋转机构、水平方位旋转机构中的任意一个或多个旋转时，该空间目标的中心点一直处于圆心处，即空间目标的三维姿态会发生变化，但空间目标的中心点不会发生变化，从而可以使得在确定了空间目标的中心点之后，其三维姿态在调整过程中，无需重新确定空间目标的中心点位置，降低了后续控制过程的计算量。

另外，目标转台可以调整空间目标的三维姿态，光谱探测系统还可以调整光谱探测设备与空间目标之间的距离和相对位置的俯仰角，两者结合调整，从而可以实现更多不同参数的变化，提高测试结果的数据量，使得模拟测量结果更加贴合实际情况，为后续实体测量打好基础，提高实体测量结果的准确性。

进一步地，若可见光输出角度不变时，当空间目标的三维姿态发生变化之后，可见光照射在空间目标上的位置也发生了变化，如此，可以测量得到更多不同参数下空间目标的光谱特性。

接下来对光学照明系统进行说明。

在本发明一个实施例中，由于在实体情况中，照射在空间实体目标上的光为太阳光，且太阳光是垂直照射在空间目标上的，因此，为了进一步提高测量结果的准确性，该光学照明系统可以包括：所述光学照明系统包括太阳模拟器和准直部件；所述准直部件用于对所述太阳模拟器输出的可见光进行准直，以使准直后的可见光垂直照射在所述空间目标上。

由于太阳模拟器在输出可见光时，可见光是呈发散状向外输出的，若利用该发散状的可见光照射空间目标时，会导致照射到空间目标不同位置上的可见光照射角度是不一致的，且存在可见光不是垂直照射在空间目标上的，因此，测量结果不准确。因此，利用该准直部件将可见光进行准直，使得准直后的可见光垂直照射在空间目标上，使得空间目标被可见光照射的各个位置处所对应的可见光均是垂直的，从而充分模拟空间实体目标被太阳光的照射情况。

需要说明的是，该光学照明系统还可以包括对应的控制子系统，或者，该光学照明系统的太阳模拟器与控制系统相连，以控制该太阳模拟器的开关以及输出可见光的光强。

最后对控制系统进行说明。

控制系统主要用来控制目标转台、光谱探测系统，以控制调整空间目标的三维姿态以及光谱探测设备与空间目标之间的距离，完成空间目标光谱特性的模拟测量过程，将测量过程中得到的测量结果存储到数据服务器中，以用于对被测空间目标的光谱特性进行分析。

为实现控制系统对目标转台、光谱探测系统等的控制，可以采用电控设计，比如，控制系统包括控制计算机和控制柜，控制柜与目标转台、光谱探测系统相连，控制柜由配电柜为其供电，控制计算机由UPS电源为其进行供电，控制计算机可以实现整个模拟测量过程。

由数据服务器实现对模拟测量过程进行管理、材料数据管理、测量数据管理、仿真图像管理、光谱特性分析等功能，将整个过程集中在同一个软件平台中，便于使用维护、提高效率和数据一致性。

请参考图5，基于上述实施例所述的变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，本发明一个实施例还提供了一种测量方法，该方法可以包括：

步骤500，预先将所述变距离空间目标光谱特性模拟测量系统设置在在暗室环境内。

考虑到在实际情况中，空间实体目标所处的环境除太阳光照以外，不包括其他光照的影响，因此，为了提高测量准确性，在测量过程中需要保证变距离空间目标光谱特性模拟测量系统处在暗室环境中，使得照射在空间目标上的可见光仅为光学照明系统输出的可见光，避免太阳光照对测量过程中的影响。

为实现该暗室环境，减少外部和太阳模拟器输出可见光经实验环境中的墙面反射后的杂散光，可以采取如下措施以对测量环境进行消光处理：

a)采用消光材料对太阳模拟器直接照射部分做光吸收处理；

b)遮光布消除降低太阳光对测量过程的干扰，对测量室的外窗户卷帘进行挡光处理；

c)设备指示灯采取遮盖措施。

步骤502，获取测量所需的测量参数；所述测量参数至少包括对待测空间目标进行测量时对应的若干个测量距离。

在本发明一个实施例中，该测量参数除测量距离以外，还可以包括光谱探测设备对所述空间目标进行探测时对应所述空间目标的俯仰角，和/或，对所述空间目标进行测量时所述可见光对所述空间目标的照射角，以得到不同参数变化时对应的测量结果。

步骤504，利用所述控制系统根据所述空间目标的第一位置的信息，计算所述光谱探测设备对应每一个测量距离时的第二位置的信息，根据每一个第二位置的信息，利用所述控制系统控制所述位置调整机构，以将所述光谱探测设备调整到对应的第二位置处，并利用所述光谱探测设备在每一个第二位置处测量所述空间目标的光谱特性。

当空间目标的三维姿态(比如俯仰角和照射角已确定)确定之后，可以对该三维姿态下不同距离的光谱特性进行测量，比如，该三维姿态下需要得到N(正整数)个测量距离下的光谱特性，此时，可以计算得到每一个测量距离时该光谱探测设备的位置信息，然后利用位置调整机构将光谱探测设备调整到该位置处进行光谱特性的测量。

当需要调整空间目标的三维姿态时，比如，需要测量不同俯仰角时若干个测量距离的光谱特性，那么至少可以通过三种方式进行调整以实现测量：

方式一、仅调整光谱探测设备；

该方式下，可以根据每一个俯仰角，计算光谱探测设备在对应该空间目标为该俯仰角时，光谱探测设备对应每一个测量距离时的位置的信息，然后利用位置调整机构将光谱探测设备调整到该位置处进行光谱特性的测量。

方式二、仅调整目标转台；

在该方式下，可以根据每一个俯仰角，调整目标转台的俯仰旋转机构，以调整空间目标的俯仰角，然后在调整到每一个俯仰角之后，计算得到每一个测量距离时该光谱探测设备的位置信息，然后利用位置调整机构将光谱探测设备调整到该位置处进行光谱特性的测量。

方式三、同时调整目标转台和光谱探测设备。

在同时调整目标转台和光谱探测设备时，需要计算好两者所需调整的力度，以保证能够满足调整的俯仰角和测量距离。

当需要调整空间目标的三维姿态时，比如，需要调整可见光对空间目标不同照射角时，那么需要利用所述控制系统控制所述目标转台，调整所述空间目标的三维姿态，以满足所述可见光对所述空间目标的照射角。

通过控制目标转台以调整空间目标的三维姿态，以及控制光谱探测系统以调整光谱探测设备与空间目标之间的距离和相对位置的俯仰角，两者结合调整，从而可以实现更多不同参数的变化，提高测试结果的数据量，使得模拟测量结果更加贴合实际情况，为后续实体测量打好基础，提高实体测量结果的准确性。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

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：其依然可以对前述各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 (9)

1.一种变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，其特征在于，包括：目标转台、光学照明系统、光谱探测系统和控制系统；

所述目标转台，用于承载待测空间目标，所述空间目标为空间实体目标的缩比模型；

所述光学照明系统，用于输出模拟空间内太阳光照的可见光，以使输出的可见光对所述空间目标进行照射；

所述光谱探测系统，包括光谱探测设备和位置调整机构；所述位置调整机构与所述控制系统相连，用于在所述控制系统的控制下调整所述光谱探测设备与所述空间目标之间的距离；所述光谱探测设备用于测量不同距离下所述空间目标的光谱特性；

所述位置调整机构包括悬挂式平台和驱动机构；所述悬挂式平台包括向三个方向延伸的轨道，该三个方向分别为三维坐标轴的X方向、Y方向和Z方向；所述光谱探测设备悬挂在所述悬挂式平台上，可在所述驱动机构的驱动下沿所述悬挂式平台的轨道向三维坐标轴的X方向、Y方向和Z方向中的任一方向平移；

所述悬挂式平台包括：沿三维坐标轴第一方向延伸的一条第一轨道、沿三维坐标轴第二方向延伸的一条第二轨道和沿三维坐标轴第三方向延伸的两条第三轨道；所述第一轨道架设在所述第二轨道上，所述第二轨道架设在两条所述第三轨道上；所述光谱探测设备设置在所述第一轨道上；

所述第二轨道可在两条所述第三轨道上沿所述第三方向进行平移；

所述第一轨道可在所述第二轨道上沿所述第二方向进行平移，且所述第一轨道可沿所述第一方向进行平移；

所述第二轨道移动时带动所述第一轨道移动，所述第一轨道移动时带动所述光谱探测设备移动；

所述位置调整机构在调整所述光谱探测设备的位置时，其可调整位置的最大边界可形成一个空间，该空间目标可位于该最大边界所形成空间内部的任意一个位置处；可得到当该空间目标不动时，可见光对该空间目标的照射角也不变时，改变所述光谱探测设备与该空间目标的距离和/或俯仰角时的测量数据。

2.根据权利要求1所述的变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，其特征在于，所述光谱探测系统还包括方向调整机构；所述方向调整机构与所述控制系统相连，用于在所述控制系统的控制下调整所述光谱探测设备的探测端口的朝向，使得所述光谱探测设备的探测端口朝向所述空间目标。

3.根据权利要求1所述的变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，其特征在于，所述目标转台与所述控制系统相连，用于在所述控制系统的控制下调整所述空间目标的三维姿态。

4.根据权利要求3所述的变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，其特征在于，所述目标转台包括水平方位旋转机构、俯仰旋转机构和自转机构；

所述自转机构的一端固定设置在所述俯仰旋转机构上，另一端承载所述空间目标，所述自转机构可进行自转运动，以带动所述空间目标进行转动；

所述俯仰旋转机构可实现俯仰角转动，以通过所述自转机构带动所述空间目标进行转动，调整所述空间目标的俯仰角；

所述水平方位旋转机构位于所述目标转台的底部，作为承载所述俯仰旋转机构的基座，所述水平方位旋转机构可沿水平方位进行转动，以带动所述空间目标进行水平方位的转动。

5.根据权利要求4所述的变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，其特征在于，所述俯仰旋转机构为圆弧状，且所述自转机构固定设置在所述俯仰旋转机构的圆弧内壁上；所述自转机构的长度为该圆弧所对应圆的半径，且当所述自转机构承载所述空间目标时，所述空间目标的中心位于该圆弧所对应圆的圆心处。

6.根据权利要求1所述的变距离空间目标光谱特性模拟测量系统，其特征在于，所述光学照明系统包括太阳模拟器和准直部件；所述准直部件用于对所述太阳模拟器输出的可见光进行准直，以使准直后的可见光垂直照射在所述空间目标上。

7.一种基于权利要求1-6中任一所述变距离空间目标光谱特性模拟测量系统的测量方法，其特征在于，预先将所述变距离空间目标光谱特性模拟测量系统设置在暗室环境内；所述方法还包括：

获取测量所需的测量参数；所述测量参数至少包括对待测空间目标进行测量时对应的若干个测量距离；

利用所述控制系统根据所述空间目标的第一位置的信息，计算所述光谱探测设备对应每一个测量距离时的第二位置的信息，根据每一个第二位置的信息，利用所述控制系统控制所述位置调整机构，以将所述光谱探测设备调整到对应的第二位置处，并利用所述光谱探测设备在每一个第二位置处测量所述空间目标的光谱特性。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测量参数还包括所述光谱探测设备对所述空间目标进行探测时对应所述空间目标的俯仰角；

所述计算所述光谱探测设备对应每一个测量距离时的第二位置的信息，包括：计算所述光谱探测设备在对应所述空间目标为所述俯仰角时，所述光谱探测设备对应每一个测量距离时的第二位置的信息。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述测量参数还包括对所述空间目标进行测量时所述可见光对所述空间目标的照射角；

还包括：利用所述控制系统控制所述目标转台，调整所述空间目标的三维姿态，以满足所述可见光对所述空间目标的照射角。