專利名稱：一種星敏感器低頻誤差測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種星敏感器誤差測(cè)量方法，尤其涉及一種星敏感器低頻誤差測(cè)量方法，屬于測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著星敏感器產(chǎn)品研制的逐漸深入、對(duì)姿態(tài)精度的要求逐漸提高，目前星敏感器的低頻誤差已經(jīng)成為制約星敏感器研制的一個(gè)重要因素，對(duì)低頻誤差的成因分析及測(cè)試已引起高度重視，低頻誤差是星敏感器影響衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量精度的重要誤差源，其主要包括視場(chǎng)相關(guān)誤差和熱影響誤差兩個(gè)部分。低頻誤差包括視場(chǎng)空間誤差、象素空間誤差、時(shí)域誤差、熱彈性變形誤差等星敏感器輸出姿態(tài)具有的主要誤差特性。由于測(cè)試條件限制，目前國(guó)產(chǎn)星敏感器沒(méi)有低頻誤差的相關(guān)測(cè)試結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種星敏感器低頻誤差測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)在真空條件下不同溫度時(shí)對(duì)星敏感器星點(diǎn)成像位置及光學(xué)基準(zhǔn)鏡的自準(zhǔn)直成像位置的測(cè)量，提高了測(cè)量精度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種星敏感器低頻誤差測(cè)量方法，步驟如下(1)建立由自準(zhǔn)直平行光管、靜態(tài)多光路星模擬器、調(diào)整支架、測(cè)量系統(tǒng)和激光對(duì)準(zhǔn)器組成的低頻誤差測(cè)試系統(tǒng)，調(diào)整支架用于使自準(zhǔn)直平行光管對(duì)準(zhǔn)星敏感器基準(zhǔn)鏡、使靜態(tài)多光路星模擬器對(duì)準(zhǔn)星敏感器光軸；(2)將星敏感器安裝在隔震臺(tái)上，采用真空鐘罩將星敏感器置于真空環(huán)境中，真空鐘罩上設(shè)有玻璃窗口，玻璃窗口透過(guò)率不小于95% ；(3)在常溫常壓狀態(tài)下，先利用安裝在自準(zhǔn)直平行光管的激光對(duì)準(zhǔn)器對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，再利用自準(zhǔn)直平行光管對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器顯示星圖，星敏感器對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器的星圖進(jìn)行成像與星圖識(shí)別；(4)先對(duì)真空鐘罩進(jìn)行抽真空并升溫，使真空鐘罩內(nèi)的真空度不大于lX10-3Pa，在升溫過(guò)程中，利用自準(zhǔn)直平行光管(1)對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集自準(zhǔn)直平行光管的準(zhǔn)直結(jié)果得到星敏感器基準(zhǔn)鏡的變化量，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器顯示星圖，星敏感器實(shí)時(shí)對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器的星圖成像并進(jìn)行星圖識(shí)別以得到星敏感器視場(chǎng)內(nèi)不同位置處星點(diǎn)位置的變化量；在對(duì)真空鐘罩進(jìn)行抽真空并降溫，使真空鐘罩內(nèi)的真空度不大于ι χ 10-3Pa，在降溫過(guò)程中，利用自準(zhǔn)直平行光管對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，測(cè)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集自準(zhǔn)直平行光管的準(zhǔn)直結(jié)果，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器顯示星圖，星敏感器實(shí)時(shí)對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器的星圖成像并進(jìn)行星圖識(shí)別以得到星敏感器視場(chǎng)內(nèi)不同位置處星點(diǎn)位置的變化量；(5)最終實(shí)現(xiàn)對(duì)星敏感器低頻誤差的測(cè)量。步驟(4)中升降溫的速率大于0. 50C /min,降溫不超過(guò)_40°C，升溫不超過(guò)+50°C。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同光譜型的單顆恒星(與多顆恒星)的模擬和對(duì)光學(xué)基準(zhǔn)鏡的自準(zhǔn)直測(cè)角，監(jiān)視并測(cè)量真空條件下不同溫度時(shí)星敏感器星點(diǎn)成像位置及光學(xué)基準(zhǔn)鏡的自準(zhǔn)直成像位置，得到恒星定位誤差，可總體評(píng)估星敏感器熱相關(guān)低頻誤差，提高了測(cè)量精度。


圖1為本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，圖中左側(cè)虛線部分為鐘罩式真空模擬設(shè)備系統(tǒng)，該系統(tǒng)由真空鐘罩、隔震臺(tái)、三維平動(dòng)和二維轉(zhuǎn)動(dòng)裝置組成，圖1中右側(cè)虛線部分為測(cè)量設(shè)備，該設(shè)備由建立由自準(zhǔn)直平行光管1、靜態(tài)多光路星模擬器2、調(diào)整支架3、測(cè)量系統(tǒng)4和激光對(duì)準(zhǔn)器5組成，調(diào)整支架3用于使自準(zhǔn)直平行光管1對(duì)準(zhǔn)星敏感器基準(zhǔn)鏡、使靜態(tài)多光路星模擬器2對(duì)準(zhǔn)星敏感器光軸；自準(zhǔn)直平行光管用于測(cè)量基準(zhǔn)鏡的轉(zhuǎn)角，在測(cè)試時(shí)需要將星模擬器2和自準(zhǔn)直平行光管1的主光軸分別對(duì)準(zhǔn)星敏感器和光學(xué)基準(zhǔn)鏡。激光對(duì)準(zhǔn)器5用于將自準(zhǔn)直光管快速對(duì)準(zhǔn)被測(cè)基準(zhǔn)鏡的反光面。測(cè)量過(guò)程如下將星敏感器安裝在隔震臺(tái)上，采用真空鐘罩將星敏感器置于真空環(huán)境中，真空鐘罩上設(shè)有玻璃窗口，玻璃窗口透過(guò)率不小于95% ；在常溫常壓狀態(tài)下，先利用安裝在自準(zhǔn)直平行光管1的激光對(duì)準(zhǔn)器5對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，再利用自準(zhǔn)直平行光管1對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器2顯示星圖，星敏感器對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器2的星圖進(jìn)行成像與星圖識(shí)別；先對(duì)真空鐘罩進(jìn)行抽真空并升溫，使真空鐘罩內(nèi)的真空度不大于1 X IO-3Pa,在升溫過(guò)程中，利用自準(zhǔn)直平行光管1對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，測(cè)量系統(tǒng)4通過(guò)實(shí)時(shí)采集自準(zhǔn)直平行光管1的準(zhǔn)直結(jié)果得到星敏感器基準(zhǔn)鏡的變化量，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器2顯示星圖，星敏感器實(shí)時(shí)對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器2的星圖成像并進(jìn)行星圖識(shí)別以得到星敏感器視場(chǎng)內(nèi)不同位置處星點(diǎn)位置的變化量；在對(duì)真空鐘罩進(jìn)行抽真空并降溫，使真空鐘罩內(nèi)的真空度不大于1X10-31^，在降溫過(guò)程中，利用自準(zhǔn)直平行光管(1)對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，測(cè)量系統(tǒng)4實(shí)時(shí)采集自準(zhǔn)直平行光管1的準(zhǔn)直結(jié)果，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器2顯示星圖，星敏感器實(shí)時(shí)對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器O)的星圖成像并進(jìn)行星圖識(shí)別以得到星敏感器視場(chǎng)內(nèi)不同位置處星點(diǎn)位置的變化量；最終實(shí)現(xiàn)對(duì)星敏感器低頻誤差的測(cè)量。環(huán)境壓力彡1 X IO^3Pa (容差士 80 % )溫度范圍-40°C +50°C (容差高溫0 +4°C ；低溫0 _4°C )溫度穩(wěn)定判據(jù)當(dāng)溫度進(jìn)入試驗(yàn)溫度容差范圍內(nèi)，在前1小時(shí)溫度變化率彡1 °C /h時(shí)，認(rèn)為溫度已達(dá)穩(wěn)定；溫變速率試驗(yàn)中的溫度平均升(降)速率應(yīng)大于0. 5°C /min。測(cè)量系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同光譜型的單顆恒星(與多顆恒星)的模擬和對(duì)光學(xué)基準(zhǔn)鏡的自準(zhǔn)直測(cè)角，監(jiān)視并測(cè)量真空條件下不同溫度時(shí)星敏感器星點(diǎn)成像位置及光學(xué)基準(zhǔn)鏡的自準(zhǔn)直成像位置，從而確定整機(jī)精度及結(jié)構(gòu)變形的影響。本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種星敏感器低頻誤差測(cè)量方法，其特征在于步驟如下(1)建立由自準(zhǔn)直平行光管(1)、靜態(tài)多光路星模擬器( 、調(diào)整支架C3)、測(cè)量系統(tǒng)(4)和激光對(duì)準(zhǔn)器( 組成的低頻誤差測(cè)量系統(tǒng)，調(diào)整支架C3)用于使自準(zhǔn)直平行光管(1)對(duì)準(zhǔn)星敏感器基準(zhǔn)鏡、使靜態(tài)多光路星模擬器( 對(duì)準(zhǔn)星敏感器光軸；(2)將星敏感器安裝在隔震臺(tái)上，采用真空鐘罩將星敏感器置于真空環(huán)境中，真空鐘罩上設(shè)有玻璃窗口，玻璃窗口透過(guò)率不小于95% ；(3)在常溫常壓狀態(tài)下，先利用安裝在自準(zhǔn)直平行光管(1)的激光對(duì)準(zhǔn)器( 對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，再利用自準(zhǔn)直平行光管(1)對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器( 顯示星圖，星敏感器對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器O)的星圖進(jìn)行成像與星圖識(shí)別；(4)先對(duì)真空鐘罩進(jìn)行抽真空并升溫，使真空鐘罩內(nèi)的真空度不大于IX10_3Pa，在升溫過(guò)程中，利用自準(zhǔn)直平行光管(1)對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，測(cè)量系統(tǒng)(4)通過(guò)實(shí)時(shí)采集自準(zhǔn)直平行光管(1)的準(zhǔn)直結(jié)果得到星敏感器基準(zhǔn)鏡的變化量，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器( 顯示星圖，星敏感器實(shí)時(shí)對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器O)的星圖成像并進(jìn)行星圖識(shí)別以得到星敏感器視場(chǎng)內(nèi)不同位置處星點(diǎn)位置的變化量；在對(duì)真空鐘罩進(jìn)行抽真空并降溫，使真空鐘罩內(nèi)的真空度不大于lX10_3Pa，在降溫過(guò)程中，利用自準(zhǔn)直平行光管(1)對(duì)星敏感器基準(zhǔn)鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，測(cè)量系統(tǒng)(4)實(shí)時(shí)采集自準(zhǔn)直平行光管(1)的準(zhǔn)直結(jié)果，同時(shí)靜態(tài)多光路星模擬器( 顯示星圖，星敏感器實(shí)時(shí)對(duì)靜態(tài)多光路星模擬器O)的星圖成像并進(jìn)行星圖識(shí)別以得到星敏感器視場(chǎng)內(nèi)不同位置處星點(diǎn)位置的變化量；最終實(shí)現(xiàn)對(duì)星敏感器低頻誤差的測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器低頻誤差測(cè)量方法，其特征在于所述步驟(4)中升降溫的速率大于0. 5°C /min,降溫不超過(guò)_40°C，升溫不超過(guò)+50°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種星敏感器低頻誤差測(cè)量方法，建立由自準(zhǔn)直平行光管、靜態(tài)多光路星模擬器、調(diào)整支架、測(cè)量系統(tǒng)和激光對(duì)準(zhǔn)器組成的低頻誤差測(cè)試系統(tǒng)，將星敏感器安裝在隔震臺(tái)上，采用真空鐘罩將星敏感器置于真空環(huán)境中，真空鐘罩上設(shè)有玻璃窗口，玻璃窗口透過(guò)率不小于95％；監(jiān)視并測(cè)量真空條件下不同溫度時(shí)星敏感器星點(diǎn)成像位置及光學(xué)基準(zhǔn)鏡的自準(zhǔn)直成像位置，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)星敏感器低頻誤差的測(cè)量。本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同光譜型的單顆恒星(與多顆恒星)的模擬和對(duì)光學(xué)基準(zhǔn)鏡的自準(zhǔn)直測(cè)角，監(jiān)視并測(cè)量真空條件下不同溫度時(shí)星敏感器星點(diǎn)成像位置及光學(xué)基準(zhǔn)鏡的自準(zhǔn)直成像位置，提高了測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01C25/00GK102564458SQ20111046089
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者嚴(yán)微, 盧欣, 宋彧, 張巍, 李春江, 李春艷, 李玉明, 武延鵬, 趙春暉, 鐘紅軍, 黃欣 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所