[发明专利]一种点目标探测相机焦面对接系统及方法

权利要求书

1.一种点目标探测相机焦面对接系统，包括点目标探测相机(1)，所述点目标探测相机(1)包括光学系统(11)和探测器(12)，其特征在于：

还包括多组单星模拟器(2)，所述单星模拟器(2)包括积分球光源(21)和平行光管(22)，所述积分球光源(21)的进光口设置有电控线性光阑(23)，出光口设置有星点板(24)，所述平行光管(22)的焦面位于积分球光源(21)出口的星点板(24)处；

多组单星模拟器(2)的出光口照亮同一平面，所述光学系统(11)的入瞳设置在多组单星模拟器(2)出光口共同照亮的平面上，且多组单星模拟器(2)的光束方向覆盖点目标探测相机(1)的不同视场；

通过下式选取单星模拟器(2)，光学系统(11)的焦距f_S、入瞳直径D、平行光管(22)的焦距f_M和星点板(24)星点孔直径d应满足以下关系；

2f_S≤f_M≤10f_S    (1)

d＝1.22λf_M/D    (2)

其中：λ表示中心波长。

2.根据权利要求1所述的点目标探测相机焦面对接系统，其特征在于：单星模拟器(2)至少为五组，其中一组单星模拟器设置在中心视场，其余多组单星模拟器设置在中心视场单星模拟器的四周。

3.根据权利要求2所述的点目标探测相机焦面对接系统，其特征在于：单星模拟器为九组。

4.根据权利要求3所述的点目标探测相机焦面对接系统，其特征在于：九组单星模拟器为田字形设置。

5.一种点目标探测相机焦面对接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)之前还包括：

通过下式选取合适的单星模拟器，点目标探测相机光学系统的焦距f_S、入瞳直径D、星模拟器平行光管的焦距f_M和星点板星点孔直径d应满足以下关系；

2f_S≤f_M≤10f_S    (1)

d＝1.22λf_M/D    (2)

其中：λ表示中心波长；

1)点亮积分球光源，使光学系统的光轴与中心视场单星模拟器的光轴重合，并使光学系统的入瞳设置在单星模拟器平行光管的出瞳，调整积分球光源，使其出口处辐亮度L、平行光管出口的辐照度E满足下式；

式中，E为平行光管出口的辐照度；

L为积分球光源出口处的辐亮度；

d为星点板星点孔直径；

f_M为平行光管的焦距；

2)倾斜安装除中心视场单星模拟器外的其它多组单星模拟器，使其朝向点目标探测相机的视场，且其出光口覆盖点目标探测相机的光学系统的入瞳；点亮其它视场单星模拟器的积分球光源，调整积分球光源使其出口处辐亮度与中心视场星模拟器模为同一星等目标；

3)将点目标探测相机的探测器安装于初始位置，打开探测器点源，微调各视场的单星模拟器，使探测器采集各视场下的每一个星点像呈现“十字”对称分布，采集该星等下的星点像；

4)同步改变各单星模拟器积分球光源的进光量，得到另一星等，采集该星等下的星点像，重复此步骤，得到不同星等下、各视场的星点像；

探测器采集的星点像能量分布与单星模拟器出光口的辐照度有如下关系：

I_i,j(x,y)＝psf_j(x,y)×E_i+b(x,y)    (4)

式中，I_i,j(x,y)为辐照度为E_i、视场为j时的相机输出信号；

psf_j(x,y)为视场为j，对于点目标的相机响应函数，为点扩散函数；

E_i为星等为i时，星模拟器出光口的辐照度，i＝0时，E₀＝2.648×10^-6lx；

b(x,y)为该相机参数下的背景空间噪声；

5)将同一视场j下，不同星等目标i的星点像，以其峰值响应随星等能量的变化给出线性响应区间，对线性响应区间内的星点像进行线性拟合处理，得到该视场下的点扩散函数psf_j(x,y)，对该点扩散函数进行高斯拟合，得到该视场下弥散斑的大小；

6)由不同视场下的点扩散函数psf_j(x,y)，得到不同视场下的弥散斑大小，确定焦面的修切量；修切后，重新安装；

7)重复步骤3)～6)，直到全视场范围内，弥散斑满足要求，即完成了点目标探测相机的焦面对接。