[发明专利]星载双光栅调制型成像仪器的入射光轴标定方法

说明书

本发明公开了一种星载双光栅调制型成像仪器的入射光轴标定方法，其主要步骤包括：1、建立双光栅调制型成像仪器的参考坐标系；2、确定指向光学系统的镜头光轴；3、通过指向光学系统的镜头光轴，获取双光栅调制型成像仪器的入射光轴；4、确定平行光光源的位姿，确保平行光源的平行光按照双光栅调制型成像仪器的入射光轴入射；5、利用探测器记录入射光的中心位置，从而完成双光栅调制型成像仪器入射光轴的标定。该方法易于实现，精度较高，指向光学系统的重量和功耗较低，符合星载设备的需求。

技术领域

本发明涉及光学测量领域，具体涉及一种星载双光栅调制型成像仪器的入射光轴标定方法。

背景技术

星载双光栅调制型成像仪器主要应用领域为太阳耀斑观测，用于解释太阳爆发活动的物理机制，是太阳物理研究领域的重点。太阳耀斑爆发会在X射线波段发射较宽谱段的电磁波，仪器在此波段进行探测，由于X射线极强的穿透性，其探测过程与传统的光学成像不同，不能通过镜头进行成像，而是采用双光栅调制成像的方法。

双光栅调制成像方法是比较主流的耀斑探测手段，随着太阳物理研究的快速发展，近三十年内已研制出多个星载调制型成像的仪器。区别于传统光学成像仪器，该类仪器由于无法直接进行光学成像，因而难以定义入射光轴方向。若不能确切知晓仪器的入射光轴方向，引入初始的入射角误差，引起每个调制信号能量发生变化，最终使反演的发射源出现误差，影响探测的准确性和可信度。

发明内容

为了解决背景技术中无法准确获取星载双光栅调制型成像仪器的入射光轴方向，因此会在探测时引入入射角误差，从而影响探测的准确性和可信度的问题，本发明提出一种星载双光栅调制型成像仪器的入射光轴标定方法。

本发明的技术思路为：

双光栅调制型成像仪器的具有前、后两个光栅阵列，且前、后两个光栅阵列中对应位置的每个前、后光栅都一一对准，从应用层面讲，入射光轴是前、后两个对应位置的光栅中心的连线方向。仪器入射光轴标定存在一定难度，因为其无法直接定义和测量，因此本发明着重解决的问题就是将双光栅调制型成像仪器的理想光轴引出，使其能够被测量和标定。主要采用的措施是将仪器的理想光轴引出到一个指向光学系统上，该指向光学系统的光轴能够代表双光栅调制型成像仪器的光轴，之后对光学系统的光轴进行测量和标定，就实现了对双光栅准直器的入射光轴标定。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供的一种星载双光栅调制型成像仪器的入射光轴标定方法，具体实现步骤如下：

步骤1：建立双光栅调制型成像仪器的参考坐标系；

参考坐标系的Z轴方向为双光栅调制型成像仪器的前、后光栅阵列的顶部平面法线方向；

参考坐标系的Y轴方向为双光栅调制型成像仪器的前、后光栅阵列的侧部平面与所述顶部平面的交线方向；

参考坐标系X轴方向为同时垂直于Z轴方向和Y轴方向的方向；

步骤2：确定指向光学系统的镜头光轴；

步骤2.1：在前光栅阵列上安装指向光学系统的镜头，所述镜头远离后光栅阵列的表面是一个平面，且被定义为第一平面；

步骤2.2：将激光跟踪仪的接触式测量靶标放置在所述第一平面的前方，直接接收激光跟踪仪发射的激光，测量出当前接触式测量靶标的坐标值(x_r,y_r,z_r)；

步骤2.3：保持接触式测量靶标的不变位置，激光跟踪仪出射的光经第一平面反射后再次被接触式测量靶标接收，并测量出当前接触式测量靶标的坐标值(x_i,y_i,z_i)；