[发明专利]多色温多星等的单星模拟器

说明书

技术领域

本发明属于航天光学遥感领域，具体涉及应用于星敏感器的光信号标定的多色温多星等的单星模拟器。

背景技术

星敏感器主要是CCD经光学系统接收恒星发出的光，将数据处理成观测星点观测星图和数据库中预存的导航星图进行比较以得到航天器在星空中的位置与姿态。星敏感器中非常关键的一项技术就是对恒星发射光的接收，因此需要对星敏感器的光信号接收设备进行标定，光信号接收设备的标定可分为在轨标定和地面标定。在轨标定不但危险性高，而且费用异常昂贵，因此研制高精度、性能优良地面定标设备势在必行，星模拟器应运而生。

常规的单星模拟器一般只模拟不同的星等，往往不考虑色温因素，如冯广军等人以溴钨灯作为发光介质设计了一种高星等标准星光模拟器(《应用光学》，2010年31卷第1期，P39)，该星光模拟器可以实现6～14星等极微弱光的照度，色温为溴钨灯的色温。然而，宇宙中的恒星温度各不相同，恒星的辐射光谱分布各不相同，任何接收器(如CCD接收器)都有各自的响应区间和响应曲线，这就要求接收器在标定时的标定光源的色温和所探测恒星的色温表保持一致，即标定光源的色温与所探测恒星的色温相匹配(也称光谱匹配)，否者，这种光谱非匹配将会给接收器带来测量误差，陈风等人对光谱非匹配对光学遥感器标定带来的误差进行了仿真分析(《光学精密工程》，2008年16卷第3期，P415)，结果表明，对于窄带宽的分光谱光学遥感器，光谱非匹配对测量精度的影响基本可以忽略，而对于全色光学遥感器，光谱非匹配造成测量相对误差不可忽略，该结论同样适用于星敏感器的标定过程，即星模拟器的色温与星敏感器观星的色温不匹配会对星敏感器光信号的定标精度产生影响。为了减小色温非匹配对定标精度产生的影响，发明了一套装置来模拟多种色温和多个星等的星光。在实验室内，采用多色温多星等单星模拟器模拟特定色温和特定星等的单星来标定星敏感器，提高了星敏感器光信号接收设备的标定精度。

发明内容

本发明为了减小色温非匹配对定标精度产生的影响问题，提供一套多色温多星等单星模拟器装置，模拟特定色温和特定星等的单星光谱辐射照度，为星敏感器的光信号接收设备提供色温匹配的定标光源。

为解决技术问题本发明的技术方案是：

多色温多星等的单星模拟器，其特征是，由多色温模拟光源系统、星等控制器系统、传导光纤，准直与标定系统以及控制系统组成；

多色温模拟光源系统用于产生特定色温的光，多色温模拟光源系统发出的特定色温的光进入星等控制器系统；

星等控制器系统将输入的特定色温的光生成特点色温和特定星等的光；

传导光纤将上述特定色温和特定星等的光传输至准直与标定系统；

准直与标定系统用于产生准直光以及多色温多星单星模拟器的标定；

控制系统用于多色温多星单星模拟器的控制。

本发明的有益效果是：从星敏感器光信号接收设备的标定角度出发，在星敏感器发射前，使用该装置模拟特定色温和特定星等的星光，定量的标定星敏感器的光信号接收设备。通过该装置标定的星敏感器光信号接收设备，可以减小星敏感器的定标用星模拟器的色温与星敏感器观星的色温不匹配对定标精度产生的影响。

附图说明

图1多色温多星等的单星模拟器结构示意图。

图中：1、多色温模拟光源系统，2、多星等控制系统，3、传导光纤，4、准直与标定系统，5、控制系统，6、第一积分球，7、光纤光谱仪，8、光谱仪光纤，9、溴钨灯基底光源，10、氙灯基底光源，11、第一电动可调光阑，12、LED灯头，13、第二电动可调光阑，14、中性衰减片轮，15、第二积分球，16、人眼视觉函数响应探测器，17、会聚镜，18、离轴平行光管，19、控制箱，20、控制电脑，21、光谱辐射计，22、照度计。

具体实施方式

如图1所示，多色温多星等的单星模拟器，其由多色温模拟光源系统1、星等控制器系统2、传导光纤3，准直与标定系统4以及控制系统5组成。多色温模拟光源系统1用于产生特定色温的光，星等控制器系统2用于产生特定星等的光，传导光纤3用于传输特定色温特定星等的光，准直与标定系统4用于产生准直光以及多色温多星单星模拟器的标定，控制系统5用于多色温多星单星模拟器的控制。