[发明专利]静态星模拟器的星点修正方法

说明书

技术领域

 本发明涉及航天器地面标定技术，其特征是可以有效提高静态星模拟器的星图模拟精度。

背景技术

星模拟器是航天技术领域中星敏感器的地面标定装置。星模拟器按星图显示方式不同，分为动态星模拟器和静态星模拟器。按模拟精度分为甚高精度星模拟器、高精度星模拟器和中等精度星模拟器。

通常，静态星模拟器的星图模拟精度高于动态星模拟器，原因在于静态星图显示器件采用在分划板上刻划星点的方式，不像动态星模拟器受到显示器件像素尺寸的限制。只要能够精确计算星点在分划板上的位置，就可以通过现有的激光直写技术进行刻划，从而实现静态星模拟器的高精度星图模拟。

现有技术的静态星模拟器星图显示方法，由于光学系统像差的存在，往往导致星图模拟精度不高，仅能满足中高精度星敏感器的地面标定使用。为了提高星图显示精度，通常要采取多次重复刻板的方式，不但导致静态星模拟器研制周期长，并且提高了研制成本。

发明内容

为了克服现有静态星模拟器星图模拟精度不高，且通常需要采取多次重复刻板的方式，从而导致的研制周期长，研制成本高等问题。本发明提供一种静态星模拟器星图修正方法，不需要重复刻板，仅通过修正公式推导计算，得到各星点的直角坐标位置，以提高静态星模拟器的星图模拟精度。

本发明提供的静态星模拟器星图修正方法，包括以下五个步骤：第一步骤，根据星点的理论直角坐标位置计算理论方位俯仰角；第二步骤，根据各星点理论方位俯仰角计算理论星间角距值；第三步骤，实测星点方位俯仰角计算实测星间角距值和主距值；第四步骤，根据主距值计算星点的新直角坐标位置；第五步骤，根据星点的新直角坐标位置复算新星间角距值，并与理论星间角距值进行精度比对，若满足精度要求，则进行修正过程结束；若不满足精度要求，则重复第三步骤。

所述第一步骤中，所述星点的理论直角坐标位置为（X_理论,Y_理论）,所述理论方位俯仰角为（α_理论，β_理论），所述根据星点的理论直角坐标位置计算理论方位角的公式为α_理论=arctan（X_理论/f ’），所述根据星点的理论直角坐标位置计算理论俯仰角的公式为β_理论=arctan（Y_理论/f ’），所述f ’为静态星模拟器光学系统焦距。

所述第二步骤中，所述星间角距的理论值为Υ_理论；所述根据各星点理论方位俯仰角计算理论星间角距值的公式为Υ_理论=arccos[cosβ₀                                                cosβ_理论cos(α₀-α_理论)+sinβ₀sinβ_理论],所述（α₀，β₀）为中心星点的方位俯仰角。

所述第三步骤中，所述星点的实测方位俯仰角为（α_实测，β_实测），所述实测星间角距值为Υ_实测，所述主距为f^‘_主距；所述实测星点方位俯仰角计算实测星间角距值的公式为Υ_实测=arccos[cosβ₀cosβ_实测cos(α₀-α_实测)+sinβ₀sinβ_实测],所述实测星点方位俯仰角计算主距的公式为。

所述第四步骤中，所述星点的新直角坐标位置为（X_新,Y_新）；根据主距值计算星点的新直角坐标位置公式为，，所述φ为根据国家天文台测试的恒星位置信息得到的恒星方向角。

所述第五步骤中，所述新星间角距值为Υ_新。根据星点的新直角坐标位置复算新星间角距值公式为：，所述中心星点的直角坐标位置为（X₀,Y₀），所述其他任一星点的直角坐标位置为（X_i,Y_i）。