[发明专利]一种紫外动态地球模拟器

说明书

本发明公开了一种紫外动态地球模拟器，包括模拟器头部、控制计算机、紫外地球模拟显示软件、导轨及调整机构。模拟器头部由准直光学系统、紫外显示器、驱动电路、紫外光源、准直镜筒及机壳组成。紫外地球模拟显示软件安装在控制计算机中，该软件可实时生成动态的地球紫外圆盘和天空背景图像，模拟图像经模拟器头部的驱动电路显示在紫外显示器上，紫外显示器发出的光线经准直光学系统汇聚后形成平行光，可在室内有限距离上模拟对真实地球边缘紫外辐射亮度随季相变化和日变化的地球表面辐亮度空间分布的观测效果，实现对紫外地球敏感器性能、极性和角度的模拟测试。本发明结构简单，体积小，重量轻，操作便捷，可灵活输出静态或动态地球模拟图像。

技术领域

本发明涉及紫外地球模拟器的技术领域，特别涉及一种紫外动态地球模拟器。

背景技术

紫外地球模拟器是卫星控制分系统测试设备的组成部分，用于卫星控制分系统对紫外地球敏感器的功能和性能的测试。

先前的紫外地球模拟器通常由紫外光源、紫外滤光片、地球分划板或地球光阑、紫外准直光学系统和紫外准直镜筒组成。为了实现相对于紫外地球敏感器光轴不同地球图像的模拟，需要更换不同的地球分划板或地球光阑。这类紫外地球模拟器通常用于静态地球图像的模拟。还有些紫外地球模拟器，采用空心发光椭球体来模拟地球，系统占用空间大，操作复杂。

现今有些紫外地球模拟器要求为紫外地球敏感器提供任意时刻地球圆盘紫外信号和天空背景冷信号。不仅要给出不同时刻的地球表面辐亮度的空间分布特征，且要能够模拟地球边缘紫外辐射亮度随季相变化和日变化的特征，能够模拟地球边缘辐射亮度随切点高度的垂直变化规律。显然先前的地球图像模拟方法已不足以满足当前的工程需求。

发明内容

本发明的目的在于针对先前紫外地球图像模拟方法的局限性及实际的工程需求，提供了一种紫外动态地球模拟器，该模拟器体积小，重量轻，可灵活支持动态或静态地球图像的模拟且操作简单。

本发明采用的技术方案为：一种紫外动态地球模拟器，包括紫外地球模拟器头部、控制计算机、紫外地球模拟显示软件、导轨及调整机构。紫外地球模拟器头部由准直光学系统、紫外显示器、驱动电路、紫外光源、准直镜筒及机壳组成。准直光学系统位于准直镜筒内，驱动电路、紫外光源位于机壳内，紫外显示器位于准直光学系统焦点附近最佳像面处，紫外光源发出覆盖工作波段的紫外光，充满前方的紫外显示器，通过准直光学系统以平行光出射出紫外地球模拟器头部，为紫外地球敏感器提供一无穷远处的图像目标；紫外地球模拟显示软件安装在控制计算机中，该软件可根据网络接收到的紫外地球敏感器某一时刻的历元信息或本地设置的历元信息，由地球边缘紫外辐射亮度数据库生成当前时刻紫外地球敏感器所能观测到的地球紫外圆盘和天空背景图像数据，再通过驱动电路在紫外显示器上产生地球紫外圆盘和天空背景图像。由模拟图像发出的光线经准直光学系统汇聚后形成平行光，可在室内有限距离上模拟对真实地球边缘紫外辐射亮度随季相变化和日变化的地球表面辐亮度空间分布的观测效果。实现对紫外地球敏感器性能、极性和角度的模拟测试。

进一步地，所述的控制计算机通过外部接口与地测主控计算机进行通信，安装在控制计算机中的紫外地球模拟显示软件实时接收地测主控计算机发出的历元时刻信息，并将该信息作为有外部历元驱动模式的输入，在地球边缘紫外辐射亮度数据库中选择与历元时刻相同的数据文件，计算并灵活输出静态或动态紫外地球模拟图像。

进一步地，所述的紫外地球模拟显示软件支持有外部历元驱动和无外部历元驱动两种工作模式，且在这两种工作模式下均可实现单点、单天或全年地球紫外模拟图像的循环显示输出。

进一步地，所述的地球边缘紫外辐射亮度全年数据库由许多不同季节不同时段采集到的地球紫外光谱特性数据文件组成。每个数据文件选取相对于观测点上下左右4个位置的临边点以及星下点、临边点和星下点间的中间点等重要观测点位，在紫外地球敏感器观测的球面区域共有17个观测点位。