[发明专利]适用于光学合成孔径成像系统的离焦解耦指向校正方法

权利要求书

1.一种适用于光学合成孔径成像系统的离焦解耦指向校正方法，其特征在于：在指向误差探测过程中，探测器(1)沿光轴方向大尺度偏置于光学合成孔径成像焦平面(2)，基于光束合成的几何关系实现子孔径光斑的自然解耦；根据解耦的各子孔径光斑偏移量解算对应子孔径光轴的指向误差，控制相应的指向校正执行机构(3)予以校正，其中，通过指向误差探测器采集的单帧长离焦图像实时获取各子孔径光轴的指向误差，无需离焦和焦面图像联合检测；

其中大尺度是指向误差探测器的偏置离焦距离，既要使合束光斑解耦为多个离焦子孔径光斑，且各光斑彼此完全分离，也要保证各子孔径光斑在探测器视场范围内。

2.根据权利要求1所述的一种适用于光学合成孔径成像系统的离焦解耦指向校正方法，其特征在于：在指向误差探测过程中置于长离焦面的探测器同时实现子孔径光斑分离和光强采集的功能。

3.根据权利要求1所述的一种适用于光学合成孔径成像系统的离焦解耦指向校正方法，其特征在于：当用于拼接主镜时，加入子孔径光阑弱化各光斑之间的串扰。

4.根据权利要求1所述的一种适用于光学合成孔径成像系统的离焦解耦指向校正方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤1)、对n孔望远镜阵列成像主镜后的汇聚光束分光，其中n≥2，一部分用于成像探测，一部分用于指向探测；

步骤2)、在指向误差探测过程中，将探测器沿光轴方向大尺度偏置于光学合成孔径成像焦平面，以产生较大离焦像差，在该长离焦探测面，交叠的合束光斑在较大离焦像差作用下解耦为n个离焦子孔径光斑；

步骤3)、分时准直n个子孔径光轴，通过依次调节高精度偏摆镜使成像焦平面上的n个子孔径光斑一一重和，校正子孔径之间的光程差，产生理想干涉点扩散函数，此时，在长离焦指向误差探测器上，n个离焦子孔径光斑按n孔阵列构型等比缩放排布，利用形心算法、质心算法或相关算法标定准直状态下各子孔径光斑在指向误差探测器上的参考位置；

步骤4)、由于n个子孔径光轴的抖动，初始准直状态遭到破坏，焦平面上的干涉点扩散函数发生畸变，利用形心算法、质心算法或相关算法实时计算动态情况下n个子孔径光斑在指向误差探测器上的瞬时位置，将其与参考位置对比，得到各自像素偏移量；

步骤5)、将n个子孔径光斑在指向误差探测器上的像素偏移量转化为各子孔径光轴的指向误差，通过伺服控制模块驱动高精度偏摆镜对指向误差进行补偿，实现n孔望远镜阵列的实时闭环指向校正，闭环校正后的干涉点扩散函数恢复至理想情况。