[发明专利]一种高分辨率月边缘光学成像物镜

说明书

一种高分辨率月边缘光学成像物镜，属于光学系统技术领域，为了解决现有技术存在的问题，该成像物镜，按光线入射顺序同轴设置等腰道威反射棱镜组、平面反射镜、成像透镜组、光阑、探测器保护玻璃和探测器，平面反射镜位于等腰道威反射棱镜组的前端，等腰道威反射棱镜组，其包括绕Z轴均匀周向分布八个等腰道威反射棱镜；入射光线经过等腰道威反射棱镜组的各个等腰道威反射棱镜下表面入射，在每个等腰道威反射棱镜上，入射光在一等腰面反射,在另一等腰面透射，再经平面反射镜反射，反射光再依次成像透镜组和探测器保护玻璃透射，被探测器接收；能适应环月卫星高精度定姿的要求。

技术领域

本发明涉及一种高分辨率月边缘光学成像物镜，属于光学系统技术领域。

背景技术

绕月飞行的卫星需要实时确定自身的俯仰和滚动姿态。传统使用星敏感器与陀螺联合的方式的定姿需要地面和卫星上的计算机提供精确轨道信息，卫星定姿精度对定轨精度的依赖性很大，单次定姿时间较长。同时，绕月近轨卫星上的星敏感器对月球成像时，光学系统需要100°～150°视场才能覆盖整个月球，对于单个透射式成像镜头来说保证较小的光学像差、较高的指向精度在设计和后期加工起来都比较困难，需要借助非球面透镜结构、特殊透镜材料等，导致光学系统零件及整机的制造、检测成本较高，太空环境下工作稳定性不确定。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的问题，提供一种高分辨率、高指向性的月边缘光学成像物镜，通过该成像物镜后续月边缘成像提取算法获取月心矢量，从而得到绕月飞行卫星的俯仰和滚动姿态。该光学系统对120°～150°的月球边缘环形区域成像，该光学系统对绕月卫星轨道高度不敏感，具有高分辨成像、高成像质量、高指向精度的特点，能适应飞船在月球反射光谱范围的高精度定姿、减少绕月飞行卫星定姿态时间，避免了每次卫星定姿时地面定轨及星上计算机进行精确轨道外推的复杂工作，同时也避免了传统大视场成像系统在对月边缘成像所需要的非球面及特殊材料等的缺陷。

一种高分辨率月边缘光学成像物镜，按光线入射顺序同轴设置等腰道威反射棱镜组1、平面反射镜2、成像透镜组3、光阑4、探测器保护玻璃5和探测器6，平面反射镜2位于等腰道威反射棱镜组1的前端，

等腰道威反射棱镜组1，其包括绕Z轴均匀周向分布的：第一第一等腰道威反射棱镜11，第二第二等腰道威反射棱镜12，第三等腰道威反射棱镜13，第四等腰道威反射棱镜14，第五等腰道威反射棱镜15，第六等腰道威反射棱镜16，第七等腰道威反射棱镜17，第八等腰道威反射棱镜18；

成像透镜组3，其依次包含第一负月牙型透镜31、第二负月牙型透镜32、双凹型透镜33、第三负月牙型透镜34、第一双凸型透镜35、第二双凸型透镜36、第四负月牙型透镜37、第三双凸型透镜38和第四负月牙型透镜39；

入射光线经过等腰道威反射棱镜组1的各个等腰道威反射棱镜下表面入射，在每个等腰道威反射棱镜上，入射光在一等腰面反射，在另一等腰面透射，再经平面反射镜2反射，反射光再依次经过第一负月牙型透镜31、第二负月牙型透镜32、双凹型透镜33、第三负月牙型透镜34、第一双凸型透镜35、光阑4、第二双凸型透镜36、第四负月牙型透镜37、第三双凸型透镜38、第四负月牙型透镜39和探测器保护玻璃5透射，被探测器6接收。