星敏感器真空校準裝置的製作方法

2023-12-09 17:17:31

本發明涉及光學測試設備校準領域，尤其涉及一種星敏感器真空校準裝置。

背景技術：

星敏感器作為目前最精確的絕對姿態敏感器，在我國深空探測、遠程精確打擊等技術領域得到廣泛應用。星敏感器以恆星為觀測基準，為各種空間飛行器提供慣性姿態信息，是星光導航及制導的核心部件，在各類空間飛行器的姿態測量和導航控制系統中起著至關重要的作用，具有指向精度高、自主性強、隱蔽性好、誤差不隨時間積累、不受地域限制、可實現全球導航等優點。

校準測試是星敏感器發射前的必不可少的重要環節，是衡量產品能否正常應用的關鍵。然而，目前對星敏感器的星等校準所使用的光源不具備光譜調製功能，無法生成與真實目標一致的色溫曲線，針對星等校準準確度產生較大影響；並且目前星敏感器校準裝置多為普通實驗室環境，尚不具備模擬空間真空環境的能力，將嚴重影響星敏感器數據的準確性，進而影響空間探測計劃的正常進行。

技術實現要素：

在下文中給出關於本發明的簡要概述，以便提供關於本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述並不是關於本發明的窮舉性概述。它並不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的範圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍後論述的更詳細描述的前序。

為解決上述問題，本發明提出一種星敏感器真空校準裝置，能夠有效提高星敏感器校準的準確性。

一種星敏感器真空校準裝置，包括：

光源模塊，用於提供入射光；

星點靶模塊，用於在所述入射光的作用下形成星點分布；

長焦光學模塊，用於將經所述星點靶模塊後的入射光進行準直處理，生成反射光並發射至被校準星敏感器或星等標準傳遞組件；

星等標準傳遞組件，用於接收所述反射光並輸出標準星等量值；

控制模塊，用於採集所述標準星等量值以及被校準星敏感器輸出的星等量值，並控制輸出校準結果。

本發明提供的星敏感器真空校準裝置，能夠真實的模擬真空環境，有效提高星敏感器校準的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的星敏感器真空校準裝置一種實施例的結構示意圖。

圖2為本發明提供的星敏感器真空校準裝置第二種實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖來說明本發明的實施例。在本發明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特徵可以與一個或者更多個其他附圖或實施方式中示出的元素和特徵相結合。應當注意，為了清楚目的，附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。

參考圖1，本實施例提供一種星敏感器真空校準裝置，包括：

光源模塊101，用於提供入射光；

星點靶模塊102，用於在所述入射光的作用下形成星點分布；

長焦光學模塊103，用於將經所述星點靶模塊後的入射光進行準直處理，生成反射光並發射至被校準星敏感器104或星等標準傳遞組件105；

星等標準傳遞組件105，用於接收所述反射光並輸出標準星等量值；

控制模塊106，用於採集所述標準星等量值以及被校準星敏感器輸出的星等量值，並控制輸出校準結果。

進一步地，參考圖2，光源模塊101包括光譜調製型光源107和積分球型光源108，波段範圍覆蓋0.4μm-1.1μm，光譜調製光源107用於生成恆星真實光譜入射光，滿足3000k-8000k色溫要求，積分球型光源108用於生成特定光譜入射光，滿足-1等星-6等星的校準要求。通過光源模塊101產生不同等級星的光照度。

進一步地，星點靶模塊102可以為若干個單星點靶或者多星點靶，作為一種可選的實施方式，星點靶模塊102為星點分劃板，星點分劃板設有透光微孔，入射光通過所述透光微孔形成星點分布。

作為另外一種可選的實施方式，星點靶模塊102為光纖板，光纖板設有光纖，入射光通過光纖形成星點分布，每根光纖既可以獨立使用光源，也可以共用同一路光源。

進一步地，長焦光學模塊103包括離軸拋物面反射鏡和平面反射鏡，其離軸量與後工作距離都進行加大設計留有擴展的空間位置。在進行光學及支撐件結構設計時，需要選擇低放氣率及低揮發率的材料，避免對真空倉內光學系統的汙染，以滿足真空條件下的使用要求，保證出射光束具有良好的準直特性，滿足系統校準要求。

進一步地，星等標準傳遞組件105為標準星敏感器，包括微光照度計、近紅外輻射計、衰減裝置、濾光片等。微光照度計適用波段主要為可見光波段，為了滿足0.4μm～1.1μm的波段範圍要求，採用近紅外輻射計實現近紅外波段的量值傳遞。星等標準傳遞組件直接關係到是否能夠對星敏感器進行星等參數的校準。

進一步地，真空校準裝置還包括旋轉平臺109，被校準星敏感器104和星等標準傳遞組件105配合設置在旋轉平臺109上，通過旋轉該旋轉平臺109使被校準星敏感器104或星等標準組件105與反射光對準。

進一步地，真空校準裝置還包括用於模擬太空環境的隔振真空倉110， 星點靶模塊102、長焦光學模塊103、星等標準傳遞組件105以及旋轉平臺109置於隔振真空倉110內。

高真空度的隔振真空倉為星敏感器的校準提供一個高真空度校準環境，模擬星敏感器工作時的真實空間環境，滿足真空度的技術指標要求。並能有效降低真空倉工作時真空泵的振動對校準的影響，滿足星點跳動量的技術指標要求。

通過隔振真空倉形成最真實的星敏感器的工作環境，並能有效地屏蔽可見光和紅外波段的雜散輻射，降低雜散光對星敏感器校準的影響，形成一個標準的校準環境。

進一步地，控制模塊106包括工業控制計算機、數據採集電路、綜合控制器及系統軟體等，綜合控制系統用來對各個分系統進行控制與數據採集，包括對光源的更換、靶標的切換、被校星敏感器與星等標準傳遞組件的切換、數據的採集和捕獲等，並根據軟體中的數學模型進行分析處理，輸出參數校準結果，並提供對整個系統的供電。

本發明提供的星敏感器真空校準裝置，在發射前即在地面實驗室進行校準，能夠及時發現星敏感器有效載荷設計過程中存在的缺陷，減少其研製過程中的反覆，節省研製經費，縮短研製周期，避免影響整體進度的順利開展；同時，由於該校準創新性採用光譜調製型光源以及在真空環境下進行校準，有效保證了星敏感器獲取數據的準確性，對獲取準確的星等量值及星間角距等均有著重大意義。

雖然已經詳細說明了本發明及其優點，但是應當理解在不超出由所附的權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的範圍不僅限於說明書所描述的過程、設備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域內的普通技術人員從本發明的公開內容將容易理解，根據本發明可以使用執行與在此所述的相應實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結果的、現有和將來要被開發的過程、設備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權利要求旨在它們的範圍內包括這樣的過程、設備、手段、方法或者步驟。