[发明专利]一种空间指向测量敏感器动态精度提升方法

权利要求书

1.一种空间指向测量敏感器动态精度提升方法，其特征在于，步骤如下：

S1、构建稳像系统：采用压电微位移台支撑敏感器的光电探测器，将压电微位移台的支撑结构固定安装在空间指向测量敏感器底座上，再将光电探测器固定安装在压电微位移台的位移面上，光学镜头通过云台固定安装在空间指向测量敏感器底座上，保证光学镜头焦面与光电探测器感光面重合，构成稳像系统；

S2、速度跟踪动态补偿：当敏感器转动时，在图像曝光生成恒星图像的时间内微位移台承载探测器沿探测器像元行列方向进行补偿运动，补偿位移为s，则当s＝f×tan(w×t)时，减小星点成像拖尾为0；其中，f为敏感器焦距，t为曝光时间，w为敏感器转动角速度；

S3、速度跟踪动态补偿控制：在S2的动态补偿中，以陀螺给出的敏感器转动角速度反馈为速度参考输入wr；对压电陶瓷给出的位移反馈d进行旋转变换，得到微位移台速度实时反馈wf，wf＝Δd/Δt/f，Δ代表微分量；基于wr和wf得出微动补偿量，压电陶瓷控制模块根据微动补偿量确定相应的驱动电信号，驱动压电陶瓷承载光电探测器完成速度跟踪动态补偿控制；

S4、质心计算：S3中速度跟踪动态补偿，与图像曝光均同步触发开始，图像曝光完成时动态补偿同时停止；图像曝光完成后，根据光电探测器生成的恒星图像进行图像处理，完成星点成像初始质心提取，得到初始质心提取结果cp；速度跟踪动态补偿完成后，获取压电陶瓷输出的位移反馈，完成像面位置测量，得到像面位置测量结果dp；结合初始质心提取结果cp和像面位置测量结果dp，给出星点成像质心位置准确坐标fp，fp＝cp+dp，完成质心计算；

S5、在动态情况下，基于星点成像质心位置准确坐标进行空间指向解算并输出，实现空间指向测量敏感器动态测量精度提升；

空间指向测量敏感器包括光学镜头、云台、底座、光电探测器、处理单元、压电微位移台、MEMS陀螺和压电陶瓷控制模块，

压电微位移台包括位移面、支撑结构和压电陶瓷，位移面放置在支撑结构内，位移面与支撑结构之间通过压电陶瓷连接，通过压电陶瓷控制模块向压电陶瓷施加驱动电信号，驱动压电陶瓷承载着位移面相对于支撑结构产生微位移，同时压电陶瓷输出位移测量值。

2.如权利要求1所述的一种空间指向测量敏感器动态精度提升方法，其特征在于，未向压电陶瓷施加驱动电信号时，位移面位于行程中心位置，称为零位，此时压电陶瓷输出位移测量值为0。

3.如权利要求1所述的一种空间指向测量敏感器动态精度提升方法，其特征在于，光学镜头将空间恒星成像在光电探测器感光面上，经过光电探测器光电转换生成恒星图像，恒星图像经过处理单元处理，得到空间指向测量结果，MEMS陀螺固定安装在底座上，实时测量空间指向测量敏感器角速度。

4.如权利要求1所述的一种空间指向测量敏感器动态精度提升方法，其特征在于，当空间指向测量敏感器处于静态时，MEMS陀螺角速度反馈为0，压电陶瓷控制模块驱动电信号为0，压电微位移面位于零位，压电陶瓷输出的位移反馈为0，此时光学镜头光轴穿过光电探测器感光面中心，光电探测器生成恒星图像，经过处理单元处理，完成空间指向测量。

5.如权利要求1所述的一种空间指向测量敏感器动态精度提升方法，其特征在于，当空间指向测量敏感器进行转动时，MEMS陀螺给出实时的转动角速度反馈，处理单元根据角速度反馈和压电陶瓷当前位移反馈进行控制解算，得出微动补偿量，压电陶瓷控制模块根据微动补偿量给出相应的驱动电信号，驱动压电陶瓷承载着位移面相对于支撑结构产生补偿微位移，光电探测器生成恒星图像，经过处理单元处理，完成空间指向测量。