[发明专利]一种模拟恒星空间位置的机械航架系统

说明书

本发明公开了一种模拟恒星空间位置的机械航架系统，一种卫星敏感器测试用地面模拟光源装置，可为恒星敏感器测试提供太阳光激励信号、恒星光基准信号和扫描恒星光的周期信号；为南、北地球上的敏感器测试提供地球红外激励信号、地球弦宽信号和扫描地球的周期信号，实现对已装恒星的姿态控制敏感器进行在线测试。与现有的恒星敏感器测试系统相比，本发明的恒星敏感器测试用地面模拟光源装置具有结构简单、小巧轻便，机动性强、安全性强等优点，提高对恒星敏感器和南、北地球敏感器进行地面测试和标定的灵活性和方便性。

技术领域

本发明涉及空间导航物理仿真设备技术领域，具体涉及一种模拟恒星空间位置的机械航架系统及星光导航物理仿真模拟设备。

背景技术

导航技术在深空探测和载人航天中具有重要的地位，而现行的航天器导航通常是依靠地面基站进行的，存在数据传输量大、处理困难和易受干扰等不足，发展航天器自主导航系统可以避免这些问题。星光导航是以太空中恒星位置作为参照的一种重要的航天器导航方法，凭借其精度高、抗干扰能力强等优势，目前已成为各经济或军事大国研究的重点之一。考虑到航天试验的高投入，高风险，有必要采用仿真技术对星光自主导航技术进行模拟研究，因此，构建了星光机械航架模拟系统。

星敏感器是一种高精度的姿态敏感器，它通过探测宇宙中不同位置的恒星来确定航天器姿态的测量系统，可提供航天器相对于惯性空间坐标系的三轴姿态，输出其滚动、俯仰和偏航角。星模拟器是星敏感器的地面测试和标定设备，为星敏感器提供激励信号，再由星敏感器完成星图识别输出姿态信息。

太阳模拟器是一种在室内模拟外层空间太阳辐射特性的重要测试设备，除了用于对卫星及其部件进行空间环节模拟，如航天器热平衡试验或太阳辐射干扰试验；另外还主要用于对卫星上的姿态控制部件—太阳敏感器在地面进行模拟试验与标定。一般情况下多采用氙灯太阳模拟器为太阳敏感器测试提供测试所需的太阳辐射信号。该测试系统过于庞大复杂、移动困难，不能够满足对装星后的太阳敏感器进行现场测试的需要。

另外氙灯存在发光效率低、稳定性差、释放有毒气体等不足，严重制约了太阳模拟器性能提高和推广应用。

发明内容

本发明的目的是为地面对星光导航设备进行模拟试验，模拟外太空恒星的光学特征和位置特征，而提供一种模拟恒星空间位置的机械航架系统及导航物理仿真模拟设备。

本发明提供一种仿真恒星空间位置的机械航架系统，包括：恒星模拟器1、弓形梁2、俯仰运动机构4、航架基座6、转台7、恒星模拟器滑动座9及计算机控制系统；

所述的航架由两个航架基座6、弓形梁2组成；所述的航架包括:经度航架、纬度航架,经度航架和纬度航架一上、一下十字交叉布置；用于模拟恒星的亮度、光谱、单星张角等光学特征；

所述经度航架、纬度航架分别具有0～±90°的俯仰运动，并沿各自的环形导轨进行运动，可以对半球区域内的恒星位置进行仿真；

所述转台位于所述经度航架和所述纬度航架中心下方，用于安装被测件；

所述计算机控制系，用于对所述恒星模拟器1供电，并对显示进行控制；另外对所述经度航架和所述纬度航架的运动参数进行设定，对俯仰运动和环形运动进行控制；

所述的每个航架的弓形梁2上设有轨道、齿条和两个恒星模拟器滑动座9，恒星模拟器滑动座9在轨道上滑动；恒星模拟器1可安装恒星模拟器在滑动座9上，具有四颗恒星星光仿真功能；

恒星模拟器1可为被测星敏感器测试提供星光激励信号和星光位置信号；