CN1710397A - 一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量装置及方法，该装置包括：激光光源，沿光源前进的方向上依次置有被测指向镜、固定反射镜、观测屏。该方法是利用入射光源在被测指向镜与固定反射镜之间的多次反射放大振动角的原理进行的。本发明的优点是：原理简单、易于实现，测量精度明显优于振动传感器测量精度。同时可以精确的测量被测物定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及光学元件的微量振动测量，具体是指一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量装置及方法。
技术背景
采用高分辨率、高灵敏度的星载推扫式红外相机进行对地观测是十分有效的探测手段之一。由于采用长线列多元探测器以推扫方式进行扫描，因此，没有一般意义上的扫描机构。但为了增加推扫式遥感仪器的观测范围及利用指向镜的快速运动来实现红外相机视场的快速转移，一般在推扫型遥感仪器前增加指向镜机构。指向镜系统的设计必须保证快速稳定的指向性能，任何微小的振动都会直接影响到成像质量；同时，由于地面分辨率及视场因素，指向镜的尺寸较大、转动惯量亦较大，因此为了保证指向镜的快速稳定指向性能，需要在系统设计，驱动控制，消除角动量等等方面综合考虑。而本发明则是针对指向镜微小振动测量的需求，用以检测指向镜稳定时间的一种试验方法。
一般测量振动的方法是采用加速度传感器进行测量，这种方法的优点是测量系统简单，测试方法简便，但对传感器的要求较高，并容易受到外界干扰，噪声比较大，测试结果误差很大。
发明内容
基于已有技术存在的问题，本发明的目的是提出一种光学测量装置，及利用该装置进行指向镜稳定时间测量的一种方法。
本发明的测量装置包括：光源，沿光源前进的方向上依次置有被测指向镜、固定反射镜、观测屏。被测指向镜与固定反射镜之间的距离相比于被测指向镜与观测屏之间的距离要小1.5-2个数量级。所说的观测屏可以是坐标屏或CCD屏。
本发明的测量方法是利用入射光源在被测指向镜与固定反射镜之间的多次反射放大振动角的原理进行的。其测量方法步骤如下：
A.当指向镜指向稳定，即无振动时，调整激光入射角B和固定反射镜与指向镜间距h，使入射激光在固定反射镜与指向镜之间反射次数保持在15-25次；再通过调整观测屏与指向镜间距H，并使H与h之间的距离相差1.5-2个数量级，观测此时入射激光在观测屏上的位置。
B.当指向镜转动一角度，即指向镜有振动时，观测观测屏上激光光斑的振动幅度、周期，就可以计算出指向镜振动大小和稳定所需时间。
本发明的优点是：
原理简单、易于实现，测量精度明显优于振动传感器测量精度。同时可以精确的测量被测物定位精度。
附图说明
图1为指向镜无振动时的反射光路原理图。
图2为指向镜振动时的反射光路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细介绍：
本发明的测量装置包括：激光光源1，沿光源前进的方向上依次置有被测指向镜2、固定反射镜3、观测屏4。
见图1，在振动反射原理图中，入射光的角度可以分解得到固定角B和振动角a，固定角B定义为在初始位置，即指向镜静止时，指向镜平行于固定反射镜时的激光入射角。振动角a定义为指向镜的振动转角，指向镜振动时光路如图2所示。调整固定反射镜与指向镜间的距离h可以调节反射次数；调整指向镜与坐标屏间距H可以调节对振动的测量精度。具体几何关系如下：
对于一次反射，根据几何关系，可以简单的得到出射光线角度变化在H远出光点的线位移L：
L＝2a*H
推广上述方程，L是反射次数n，振动角a，固定反射镜距离h，坐标屏距离H的函数；可以表示为：
L＝2*n(n-1)ah+2*n*a*H
当h与H相比是一小量时，则有：
L＝2*n*a*H
这样就可以通过测量L的距离，利用上式得出指向镜镜体在目标位置振动过程中任意时刻的振动角度。
实施例：
1.固定反射镜与指向镜间距设定为：h＝0.02m；
2.调整激光入射角，确定激光在指向镜镜面反射次数为20次；
3.指向镜镜体表面与观测屏之间的距离为1.28m；
4.由公式L＝2*n*a*H得到，在坐标屏上1mm对应得指向镜偏转角度为20μrad；(测量精度20μrad)
5.当坐标屏上激光光斑振幅小于3mm时，就可以认为指向镜镜体已经稳定；
6.通过测量光斑振幅，可以计算出指向镜振动大小和稳定所需时间。
Claims (3)
1.一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量装置，包括：光源(1)，其特点在于：沿光源前进的方向上依次置有被测指向镜(2)、固定反射镜(3)、观测屏(4)；被测指向镜(2)与固定反射镜(3)之间的距离相比于被测指向镜(2)与观测屏(4)之间的距离要小1.5-2个数量级。
2.根据权利要求1的一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量装置，其特征在于：所说的观测屏(4)可以是坐标屏或CCD屏。
3.一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量方法，其特征在于测量方法步骤如下：
A.首先当指向镜指向稳定，即无振动时，调整激光入射角B和固定反射镜与指向镜间距h，使入射激光在固定反射镜与指向镜之间反射次数保持在15-25次；再通过调整观测屏与指向镜间距H，并使H与h之间的距离相差1.5-2个数量级，观测此时入射激光在观测屏上的位置；
B.当指向镜转动一角度，即指向镜有振动时，观测观测屏上激光光斑的振动幅度、周期，就可以计算出指向镜振动大小和稳定所需时间。
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| CN 200510027681 CN1710397A (zh) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | 一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量装置及方法 |
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| CN 200510027681 CN1710397A (zh) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | 一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量装置及方法 |
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| CN1710397A true CN1710397A (zh) | 2005-12-21 |
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| CN 200510027681 Pending CN1710397A (zh) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | 一种用于遥感仪器中的指向镜微小振动的测量装置及方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1710397A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102928064A (zh) * | 2012-11-21 | 2013-02-13 | 昆山北极光电子科技有限公司 | 一种非接触式机械振动幅度测量方法 |
| CN103759922A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-04-30 | 北京空间机电研究所 | 一种航天遥感器二维指向镜指向精度测量方法 |
| CN110327078A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-10-15 | 成都天府新区人民医院 | 一种神经内科膝跳反应检测装置 |
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2005
- 2005-07-12 CN CN 200510027681 patent/CN1710397A/zh active Pending
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| CN103759922B (zh) * | 2014-01-22 | 2016-02-10 | 北京空间机电研究所 | 一种航天遥感器二维指向镜指向精度测量方法 |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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