[发明专利]一种星敏感器光轴引出机构校准方法

说明书

一种星敏感器光轴引出机构校准方法，步骤为：首先用光学角规和小平面反射镜开展自准直仪准直误差的校准。然后，用自准直仪和大平面反射镜进行二维平移台的指向偏摆校准；最后评定星敏感器光轴引出机构校准结果的测量不确定度。本发明解决了机构内部二维平移台的指向偏摆校准和自准直仪在现场的校准测试，实现了星敏感器光轴引出机构系统角度误差的校准，提高星敏感器光轴引出精度。

技术领域

本发明属于专用测试设备计量领域，涉及一种星敏感器光轴引出机构校准方法。

背景技术

决定星敏感器整机精度水平的因素有很多，其中星敏感器内部关键成像组件间空间装调精度为硬件误差因素的重要部分。老星敏感器光学基准的指向由其安装面相对于镜头安装面的机加精度决定，并不能真实反映光轴指向，精度低且产品一致性差。为实现高精度星敏感器光轴引出，提高关键基准精密装调精度，研制一套星敏感器光轴引出机构，该机构可以实现高精度成像系统的光轴引出、探测器芯片感光面的法线引出、建立光轴与芯片指向之间关系等，该机构的精度直接影响星敏感器精度，因此校准其精度成为重点和难点。

星敏感器光轴引出机构通过准直方式将光轴引出到自准直仪上，再通过二维平移台将立方镜移至自准直仪视场，准直立方镜并指导立方镜安装，通过这种方法建立光学系统光轴指向和立方镜指向的关系。根据不同的位移范围，二维平移台单轴偏摆一般为几秒至几十秒，目前，国家规程尚没有相关规定平移台两轴联动时偏摆误差的校准方法。自准直仪误差一般在2″以内，光轴引出机构的系统误差主要由二维平移台决定，要提高光轴引出精度，必须对二维平移台的指向偏摆进行校准。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用平面反射镜和双向自准直仪，在不进行系统误差解耦的情况下，实现二维平移台移动到任意位置的偏摆测试，同时利用光学角规实现自准直仪的现场校准，最终解决了星敏感器光轴引出机构光轴指向引出精度的校准。

本发明的技术方案是：一种星敏感器光轴引出机构校准方法，包括下列步骤：

(1)利用光学角规和平面反射镜进行自准直仪误差的校准，得到自准直仪的准直测量误差；

(2)在全量程范围内取n个不同偏差角的光学角规M₁～M_n重复步骤(1)过程，n≥10，其中测量范围在±20″内取不少于5个光学角规，得到n次自准直仪示值误差β₁～β_n；取所有测量误差中的绝对值最大的作为自准直仪准直误差Δ_自准直仪；

(3)安装好自准直仪，将平面反射镜放置于二维平移台上，将二维平移台两轴导轨调整至十字交叉形，平面反射镜反射面向上水平放置在二维平移台上，调整平面反射镜与上方的自准直仪准直，锁紧平移台下面的角位移台，自准直仪清零，该位置作为初始零位；

(4)定义横向导轨为X轴导轨；调整X轴导轨至负行程最大点，将X轴导轨从负向往正方向运动，分别按照负行程最大点、3/4点、中间点、1/4点、零点，正行程1/4点、中间点、3/4点、正行程最大点记录自准直仪读数Δ_Xi，i＝1…9；Max(Δ_Xi)－Min(Δ_Xi)为X轴导轨运动造成二维平移台的指向偏摆误差Δ_平移台X；

(5)定义纵向导轨为Y轴导轨；调整Y轴导轨至负行程最大点，将Y轴导轨从负向往正方向运动，按照负行程最大点、3/4点、中间点、1/4点、零点，正行程1/4点、中间点、3/4点、正行程最大点记录自准直仪读数Δ_Yi；Max(Δ_Yi)－Min(Δ_Yi)为Y轴导轨运动造成二维平移台的指向偏摆误差Δ_平移台Y；