[发明专利]在形变加载下进行成像的星敏感器指向测量仪及方法

说明书

本发明实施例提供一种在形变加载下进行成像的星敏感器指向测量仪，其中，光源(10)、星模拟器和平行光管(20)、光学成像仪(40)的中心线位于同一条轴线上；所述形变加载设备(60)，用于生成或探测由干扰因素引起的形变而产生的应力应变，并将所述应力应变通过所述试验夹具(50)加载到所述光学成像仪(40)上，所述形变而产生的应力应变的方向包括：三维坐标系的X方向、Y方向、Z方向以及分别与X方向、Y方向和Z方向成预定夹角的方向中的至少一种；所述光学成像仪(40)安装有角位移传感器(401)以及力、力矩和位移传感器(402)，用于测量上述应力应变的力矩、位移和角位移的大小，并在上述应力应变的作用下进行成像得到成像信息。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，特别涉及一种在形变加载下进行成像的星敏感器指向测量仪及方法。

背景技术

空间极高精度指向测量仪是高性能航天器的重要组成部分或工作有效载荷，可在特定光学波段对空间目标，例如恒星、行星(如地球)等天体进行观测，以获取高质量遥感信息以及目标天体的演化信息等。

毫角秒级极高精度指向测量仪精度更高，系统更加敏感。在经历大量级力学条件时，以及环境条件发生重大变化时，例如重力释放、热辐射、温度变化、装配误差等，为保证光学系统性能，极高精度指向测量仪必须具有足够好精度和稳定性。

发明内容

本发明实施例提供了一种在形变加载下进行成像的星敏感器指向测量仪及方法，以实现极高精度的指向测量。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种在形变加载下进行成像的星敏感器指向测量仪，包括：

依次固定在气浮隔振平台上的光源、星模拟器和平行光管和试验夹具，以及固定在试验夹具上的光学成像仪及形变加载设备；

所述光源、星模拟器和平行光管、光学成像仪的中心线位于同一条轴线上；

所述形变加载设备，用于生成或探测由干扰因素引起的形变而产生的应力应变，并将所述应力应变通过所述试验夹具加载到所述光学成像仪上，所述形变而产生的应力应变的方向包括：三维坐标系的X方向、Y方向、Z方向以及分别与X方向、Y方向和Z方向成预定夹角的方向中的至少一种；

所述光学成像仪安装有角位移传感器以及力、力矩和位移传感器，用于测量上述应力应变的力矩、位移和角位移的大小，并在上述应力应变的作用下进行成像得到成像信息。

该指向测量仪进一步包括：数据采集与处理装置，用于从所述光学成像仪接收并存储所述成像信息。

所述光学成像仪的角位移的分辨力大于3毫角秒，位移的分辨力大于2微米。

所述指向测量仪置放于百万级洁净度的超净实验室，且噪声低于20dB。

所述试验夹具的三向一阶频率均不小于2KHz。

所述气浮隔振平台的气压可调。

所述的星模拟器和平行光管口径为300mm，焦距为3000mm；密集星场的星点数量为2000颗，普通星场的星点数量为700颗；工作谱段为400nm～900nm；透过率变化值：Tpv≤8％。

所述气浮隔振平台的横向固有频率不大于1Hz，减振效率大于85％，振幅不大于1um，重复定位精度不大于±0.01mm，粗糙度不大于5um，粗糙度不大于0.8um。

所述形变加载设备的齿轮传动机构、涡轮涡杆机构重复定位精度不大于C7级，且承载能力不小于20KN；形变加载设备的驱动电机重复定位精度不大于5um，形变加载设备的轴承采用角接触球轴承。

所述形变加载设备安装有加载闭环反馈传感器，进一步用于根据所述闭环反馈传感器反馈的信息调整加载到所述光学成像仪上的应力应变。