[发明专利]一种标定数字太阳敏感器主点、焦距的方法

说明书

本发明公开一种标定数字太阳敏感器主点、焦距的方法，是一种结合数字太阳敏感器特性，通过太阳模拟器、高精度转台通过物理测量找出数字太阳敏感器的主点，通过采点标定及计算，计算出数字太阳敏感器的焦距。其效果是：结合数字太阳敏感器滤光片、探测器折射模型之间的关系，通过完全白盒模型对数字太阳敏感器进行标定模型的建立，测量出的主点，计算出焦距。

技术领域

本发明涉及光机电一体化技术，光机电测量技术，具体涉及一种采用太阳模拟器、高精度3轴转台对数字式太阳敏感器主点、焦距标定的方法。

背景技术

数字太阳敏感器是用来测量太阳矢量和卫星等航天器的体轴之间夹角的仪器。数字太敏可为空间飞行器在给定视场内进行太阳有无判断，全姿态捕获时，保持卫星对日定向(惯性空间定向)，确保星上能源供应。也可用来为其它更高精度的姿态测量敏感器(如星敏感器、紫外敏感器、红外地球敏感器等)的视场提供监护。此外，它还能用于太阳望远镜一类的有效载荷与太阳帆板的精确定向控制、星敏感器与红外地平仪太阳入射光线的保护控制、产生开关和时标信号，确定空间飞行器在自旋过程中的相位基准，测定飞行器的自旋转速和角度等姿态数据。

对于数字太阳敏感器小规模量产、货架产品化的需求，对每套产品需有可实施、可操作的方法对其光学参数进行标定计算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种标定数字太阳敏感器主点、焦距的方法，这种方法能够精确标定出数字太阳敏感器的主点，可以有效的克服因数字太阳敏感器装配、安装带来的误差导致最终标定主点、焦距误差较大的问题，解决工程化、产品化可实施性不足的问题。

为了达到上述发明目的，本发明是通过以下的技术方案实现的，一种标定数字太阳敏感器主点、焦距的方法，其包括如下步骤：

步骤1)确定数字太阳敏感器标定方案

将数字太阳敏感器架设在高精度转台上，使其探测器滤光片与太阳模拟器光轴垂直，通过绕太阳模拟器光轴的转动，对数字太阳敏感器主点进行寻找，寻找到主点后对通过旋转高精度转台寻找数字太阳敏感器测量坐标系的X轴及Y轴；

步骤2)确定数字太阳敏感器标定模型

根据数字太阳敏感器的特性，利用折射定律，将数字太阳敏感器的滤光片距离探测器玻璃盖片的距离、玻璃盖片的厚度及玻璃盖片距探测器光敏面的距离进行计算；通过非线性方程组的求解，确定出滤光片距离探测器玻璃盖片的距离、玻璃盖片的厚度及玻璃盖片距探测器光敏面的距离。

进一步，所述的步骤1)中，通过围绕太阳模拟器光轴的转动，对转台进行调整，再进行围绕太阳模拟器光轴转动采点的动作，以此进行循环，不断逼近主点。

进一步，所述的步骤1)中，通过微调整围绕太阳模拟器光轴旋转的角度，通过围绕探测器坐标系X轴的旋转及围绕探测器Y轴的旋转，找出探测器坐标系X轴及Y轴，遍历整个探测器幅面，进行数据采集。

进一步，所述步骤2)中，所使用探测器均采用玻璃盖片对探测器光敏面进行保护，探测器玻璃盖片对数字太阳敏感器精度影响较大，通过折射模型建立模型对其进行修正，达到测量精度的要求。

本发明利用数字太阳敏感器本身成像的性质，通过实际测量的方式将数字太敏的焦距与主点找出。与现有的技术相比，其优点和有益效果是：

物理测量方式可靠性高、可信度高、可实施性高。明确的表征了数字太阳敏感器各个参数之间的关系。在轨使用时，可对整星坐标修正，数字太阳敏感器在轨坐标修正提供支持。

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明测量对象数字太阳敏感器示意图；

图2是本发明测量对象标定采点示意图；