[发明专利]一种基于五轴转台的天球幕星光标定方法有效

专利信息
申请号: 201711212681.8 申请日: 2017-11-28
公开(公告)号: CN107966164B 公开(公告)日: 2020-06-02
发明(设计)人: 张宇;马一原;李响;刘柏廷;王超磊;王晓雷 申请(专利权)人: 北京仿真中心
主分类号: G01C25/00 分类号: G01C25/00;G01C21/02
代理公司: 北京正理专利代理有限公司 11257 代理人: 付生辉
地址: 100854 北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 转台 天球 星光 标定 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于五轴转台的星光标定方法。标定系统包括:天球幕、星光指向控制计算机、五轴转台、星光场景投影系统、星光理论指向投影系统、星光探测器、星光探测器单元测试系统。本发明提供的天球幕星光标定方法,使用星光指向控制计算机系统依据侧向偏置二轴转台驱动模型对三轴转台和侧向偏置二轴转台进行有序控制,只需通过星光探测器观测调整星点在星图的像素位置修正偏差即可,克服了现有技术中标定方法中标定基准依赖人眼定位、星光定位误差大、标定过程复杂等问题。本发明为星光导航半实物仿真系统提供了有效的星光标定方法,对星光位置需要经常改变的半实物仿真试验具有重要意义。该方法具有工作量小、操作简便等优点。

技术领域

本发明涉及星光标定技术领域,具体涉及一种基于五轴转台的天球幕星光标定方法。

背景技术

现有天球幕星光标定方法采用“人工粗调+探测器微调”的方法实现。首先根据星点指向,确定星光在天球幕上投射的大致区域,并通过地面星光投影机将星点投向该区域上;然后反复调整投影机投射角度,直到进入安装在三轴转台上的探测器的视场内,最后将星点在投射图像中的像素点位置调整到探测器视场中心,完成天球幕星光标定。该方法原理简单,易于上手,但由于缺少星光理论指向手段,在粗调阶段需要反复多次调整投影机投射角度,工作量大,且对人员的操作经验要求比较高,特别不利于星光位置需要经常改变的半实物仿真试验。

发明内容

基于以上背景技术,本发明提供一种基于五轴转台的天球幕星光标定方法,解决现有星光标定方法中存在的工作量大、对人员操作经验要求高、特别不利于星光位置需要经常改变的半实物仿真试验的问题。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种基于五轴转台的天球幕星光标定方法,包括以下步骤:

S1、搭建基于五轴转台的天球幕星光标定系统

所述基于五轴转台的天球幕星光标定系统包括:天球幕、星光指向控制计算机、五轴转台、星光场景投影系统、星光理论指向投影系统、星光探测器、星光探测器单元测试系统;其中,

五轴转台包括:三轴转台、侧向偏置二轴转台及转台控制系统;

星光场景投影系统包括:图形工作站、若干台星光场景投影机及镜头;

星光理论指向投影系统,包括:星光理论指向投影机及镜头;

星光指向控制计算机系统实现对星光场景投影系统、五轴转台的控制;星光探测器单元测试系统实现对星光探测器控制并下传测试图像;

S2、建立侧向偏置二轴转台驱动模型

其中,α1为侧向偏置二轴转台的俯仰轴指令角,β1为侧向偏置二轴转台的偏航指令角;

α为星点指向俯仰角,β为星点指向方位角,α和β由星光场景投提供,为在实验室坐标系下;

R为天球幕半径;a为星光场景投影机的光轴到三轴转台回转中心的距离;

S3、基于五轴转台的天球幕星光标定

星光指向控制计算机按照侧向偏置二轴转台驱动模型有序控制三轴转台、侧向偏置二轴转台;

三轴转台的俯仰轴指令角等于α、偏航指令角等于β、滚转指令角等于0;根据转台驱动模型,计算得到侧向偏置二轴转台的俯仰轴指令角α1和偏航指令角β1;此时星光理论指向投影机在球幕上投射的星点位置即为需要投射星点的理论位置;

利用星光探测器观测,通过调整投影到天球幕星点的像素位置来修正投影偏差,直到星点位置位于星光探测器视场中心;

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