[发明专利]地气光模拟器和星敏感器可见光测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种地气光模拟器和星敏感器可见光测量系统。

背景技术

星敏感器是一种以恒星为参照系，以星空为工作对象的高精度的空间姿态测量装置。星敏感器相比于其它航天器姿态敏感器，精度高、漂移小，可为卫星、洲际战略导弹、宇宙飞船等航天飞行器提供准确的空间方位。由于恒星的张角很小，并且恒星影像是在真空中摄取的，摄影时恒星的赤经、赤纬又是精确已知的，因此测算出的星敏感器的姿态角精度很高。目前，星敏感器已广泛应用于地球遥感、地球测绘、行星探测、行星测绘、星际通讯和洲际导弹等航天技术各领域。

星敏感器光学头部主体由遮光罩、光学系统和探测器组成。遮光罩主要是以遮挡叶来对地球、太阳和月亮的杂散光进行吸收消除，以减小这些杂散光对探测器星图识别的影响。尤其是地球和大气反照光的面积较大，对星敏感器影响较大。其中，本领域技术人员将地球和大气反照光称为地气光。然而，恒星的星光非常很弱，使得在太空中地气光对星敏感器来说，犹如一个巨大的光亮的圆盘，严重影响星敏感器的姿态测量。

因此，如何在星敏感器上天之前，通过一定的技术手段在地面模拟地气光对星敏感器的影响，并进而为星敏感器的设计和改进提供依据，已成为本领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种地气光模拟器和星敏感器可见光测量系统，能够在星敏感器上天之前，在地面上模拟地气光对星敏感器的影响，并进而为星敏感器的设计和改进提供依据。

根据本发明的一个方面，提供了一种地气光模拟器，包括：用于发出光照度为0～0.3个太阳常数的可见光的光源系统；

所述光源系统包括：由多个LED灯组成的灯阵、多个反光碗、以及置于所述灯阵上方设定距离处的匀光板；

其中，每个反光碗的碗底设置至少一个LED灯；各反光碗的碗口均朝向所述匀光板，使得LED灯发出的光经过反光碗的漫反射后照射在所述匀光板上；

所述匀光板为半圆形，所述半圆形的直径是根据待检验的星敏感器的轨道高度来确定的。

较佳地，所述反光碗为六棱截锥形，且所述反光碗的碗口为等边六边形；以及各反光碗排布于与所述匀光板平行的平面内，且相邻反光碗的碗口的一边相互对齐。

较佳地，所述匀光板与所述灯阵之间的距离是根据所述灯阵中相邻LED灯之间的距离来确定的。

进一步，所述光源系统还包括：反光板和置于所述灯阵下方的底板；

所述反光板、所述匀光板和所述底板封闭为半圆形结构的所述光源系统。

较佳地，所述灯阵中相邻的LED灯之间的距离为150mm，所述匀光板与所述灯阵之间的距离为160mm。

所述反光碗的侧面与其底面的夹角为63°；所述反光碗的高度为50mm。

较佳地，所述匀光板由纳米材料制成，直径为4m，厚度为5mm。

进一步，所述光源系统还包括：安装所述LED灯的散热片、以及置于所述散热片和所述底板之间的风机；

所述散热片用于对所述LED灯产生的热量进行散热；

所述风机用于将所述散热片与所述底板之间的热量排至所述地光模拟器之外。

进一步，所述地气光模拟器，还包括：供电系统和控制电路板；

其中，所述供电系统包括多台程控电源，多台程控电源通过组网对所述灯阵中的LED灯进行供电；

所述控制电路板通过控制旋钮控制程控电源的电流大小，以控制所述LED灯的亮度。

根据本发明的另一个方面，提供了一种星敏感器可见光测量系统，包括：

星敏感器和上述的地气光模拟器；

其中，所述星敏感器置于所述地气光模拟器的光源系统中的匀光板上方，且所述星敏感器距所述匀光板的半圆中心的距离是根据所述星敏感器的轨道高度来确定的，以及所述星敏感器的镜头法向与所述匀光板平行并指向所述匀光板的半圆弧边的中心。

本发明的地气光模拟器的结构简单、发光稳定、功耗低、发光照度连续可调，而且，通过照度计测试均匀性误差小于±6％。而且，本发明通过设计地气光模拟器对星敏感器进行检验，可以在星敏感器上天之前，在地面上模拟地气光对星敏感器的影响，进而为星敏感器的设计和改进提供依据。

附图说明

图1为本发明实施例的地气光模拟器的结构示意图；

图2为本发明实施例的地气光模拟器中的光源系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的星敏感器可见光测量系统的示意图。

具体实施方式