[发明专利]基于分束封窗的抖动补偿型星模拟系统

说明书

本发明公开了一种基于分束封窗的抖动补偿型星模拟系统，包括光源、第一目标准直镜组、反射镜、分束镜、探测会聚镜组、探测装置、抖动补偿镜、第二目标会聚镜组、星模拟器、分束封窗、星敏感器，由光源发出的光经所述系统形成参考光路、目标模拟光路、探测补偿信号光路。本发明可实现通过分束光学封窗同时完成目标模拟光的透射以及探测补偿信号光的反射两种功能，通过CCD探测器同时探测到参考光和探测补偿信号光，计算出系统的抖动量，控制抖动补偿镜进行反馈补偿，进而抵消光束由于透镜组的震动而产生的抖动影响，降低机械环境的不稳定对系统的影响，使星模拟器能够更精准的进行地面标定。

技术领域

本发明属于航天器标定技术领域，具体涉及一种基于分束封窗的抖动补偿型星模拟系统。

背景技术

星敏感器是一种高精度的空间姿态光学敏感器,在航天领域得到了广泛而深入的应用，其中航天器及高精度卫星常采用空间光学姿态敏感器进行实时姿态捕捉和测量，星敏感器通过星图实时计算出飞行位置偏差和姿态偏差，飞行器可以根据其提供的偏差数据随后进行校正。

星模拟器作为星敏感器在地面标定的重要部分，可以模拟天空中星的位置，亮度等特性。由于地面研制环境与在轨运行环境不一致，使得星敏感器在轨运行存在误差。星模拟器是为了标定这一偏差实施的一种环境模拟技术，同时星模拟器性能与地面环境有关，而地面环境存在振动，为了提升地面标定效果，需要振动补偿技术。这里提出了使用分束封窗的振动补偿技术，在标定过程中可以测量出由于振动造成的光学元件抖动对于光束的影响，并且有针对性的通过补偿补偿镜进行补偿，提高地面标定的精度。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提出了一种结构简单，不会遮挡光束的抖动补偿型星模拟系统，使用分束光学封窗同时完成目标模拟光的透射以及探测补偿信号光的反射两种功能，并且调整抖动补偿镜对光路进行补偿。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于分束封窗的抖动补偿型星模拟系统，包括光源、第一目标准直镜组、反射镜、分束镜、探测会聚镜组、探测装置、抖动补偿镜、第二目标会聚镜组、星模拟器、分束封窗、星敏感器，由光源发出的光经所述系统形成参考光路、目标模拟光路、探测补偿信号光路，其中：

参考光路：光源发出的光经第一目标准直镜组形成第一光束，第一光束经分束镜反射形成第二光束，第二光束由反射镜反射后透射过分束镜，经探测会聚镜组会聚在所述探测装置上，所述参考光路不包含系统的抖动量信息；

目标模拟光路：光源发出的光经第一目标准直镜组形成第一光束，第一光束透射过分束镜后形成第三光束，第三光束经过抖动补偿镜和第二目标会聚镜组后，透射过星模拟器成为平行光束，平行光束一部分被分束封窗反射形成第五光束，另一部分为透射过分束封窗的第四光束，第四光束由星敏感器接收；

探测补偿信号光路：第五光束透射过第二目标会聚镜组并被抖动补偿镜和分束镜反射，反射光束经探测会聚镜组会聚在所述探测装置上，所述探测补偿信号光路包含系统抖动量信息。

更进一步的，所述探测装置探测补偿信号光与参考光的空间位置差异，通过比对二者的位置差异，控制抖动补偿镜进行反馈补偿。

更进一步的，所述抖动补偿镜是倾斜角度可调节的平面反射镜。

更进一步的，所述抖动补偿镜是固定于压电陶瓷倾斜台上的小口径平面反射镜，用于快速倾斜补偿。

更进一步的，所述第一目标准直镜组为系统提供大视场星点目标，所述第二目标会聚镜组为星模拟器提供大视场的星图模拟。

更进一步的，所述探测会聚镜组由扩束系统和会聚系统组成，用于对探测光在探测装置上的偏移量进行放大。

更进一步的，所述分束封窗为平板光学元件，其上表面镀有高反膜，下表面镀有增透膜，用于同时进行目标模拟光的透射以及探测补偿信号光的反射。