[发明专利]一种星表的高精度动态测角装置及测量方法

权利要求书

1.一种星表的高精度动态测角装置，包括星空、平面镜、平行光会聚光学系统、探测器、数据采集与处理系统和待测转动机构，其特征在于：

所述的平面镜与待测转动机构固连，平面镜的法线方向变化代表转动机构的转角变化；待测转动机构的转轴与探测器正交线列某一方向平行，或者标定转动机构的转动方向与探测器正交线列的夹角关系；

所述的平行光汇聚系统是一套消畸变、焦距经过精确标定的光学系统，将来自于无限远的平行光会聚像平面；

所述的探测器采用面阵探测器，位于平行光汇聚系统的平行光会聚像平面；

所述的数据采集与处理系统与待测转动系统的驱动系统采用统一驱动时钟信号进行数据采集，一般的时钟信号精度优于1微秒，系统集成了星表，数据处理是对照星表，判读成像图像中星的空间角度位置，并根据成像时间信息，计算转动机构转角、转速、转动稳定度。

2.一种基于权利要求1所述的星表的高精度动态测角装置的测角方法，其特征在于包括如下步骤：

1).开启转动机构的驱动系统和测试系统，进行动态测量以及同步数据采集；

2).数据处理，反演解算转动机构的转动角速度和转动稳定度，处理步骤如下：

2-1)解算待测转动机构转轴与地球自转轴的夹角关系：根据单颗星在图像中的轨迹图，T₁时刻和T₂时刻某星在图像中的在沿转动方向的移动距离为L2，在与转动方向正交的方向上移动距离为L1，根据测试地的地球自转速度v，可以计算得到地球自转方向与扫描轴方向的夹角

2-2)将星空的成像图像对照星表，进行星的识别，选择确定的几颗星进行进一步处理，首先按照星在图像中出现的时间顺序对星进行编号，星1、星2、……，并输出其对应的成像时间t₁、t₂、……，在转动机构转动方向上，在星表中角度位置θ₁、θ₂、……，和图像中的角度位置θ₁′、θ₂′、……，反演出任意两颗星在转动机构转动方向上，星表中的夹角Δθ_i和图像中的夹角Δθ_i′，结合两颗星在焦平面出现时间差Δt_i，以及该时段内在转动机构转动方向上地球自转角度θ_o，可以计算出转动机构的该时段内转动速度V_i：

V_i＝(Δθ_i-Δθ_i′-θ_o)/Δt_i

对n颗星进行反演计算，可以得到转动机构的平均转动速度

V‾=Σ1nVi/R;]]>

进而分析计算得到转动速度的稳定度σV

σV=Σ(V‾-Vi)2/n.]]> 1