[发明专利]星模拟器及星敏感器地面标定设备

说明书

技术领域

本发明涉及航天器标定技术，尤其涉及一种星模拟器及星敏感器地面标定设备。

背景技术

随着航天科技的发展，空间飞行器已经越来越趋向于采用空间光学姿态敏感器进行实时姿态的捕捉与测量，而采用星光制导来代替惯导，用星图实时校正、稳定飞行器姿态来代替单轴或三轴陀螺稳定态的星敏感器，目前已经得到广泛的应用，飞行器可以根据其实时提供的飞行位置偏差和姿态偏差，随时启动伺服系统以校正这些偏差。

星模拟器作为星敏感器的地面标定设备的重要组成部分，用于模拟天空中星的位置、亮度以及光谱特性等。星模拟器按照工作方式的不同可以分为静态星模拟器和动态星模拟器。静态星模拟器实质是一个平行光管，在焦面位置放置星点板，经光源照射后，星点板就可以通过平行光管成像到无穷远来模拟星图，这种星模拟器的结构简单，没有实时性要求，可以实现单星张角、星点位置和星等的高精度模拟，但只能模拟单一的星图，灵活性不高。动态星模拟器则通常以液晶光阀等作为星图显示器件，通过计算机软件对各个像素点的控制，实现对星图的动态模拟和星点的星等控制。这种星模拟器结构较为复杂，对星图刷新率要求高，而且由于在模拟星点时受到像素尺寸的制约，往往模拟精度不如静态星模拟器高。

发明内容

本发明提供一种星模拟器及星敏感器地面标定设备，以提高星图模拟的精度和灵活性。

本发明提供一种星模拟器，包括：

照明系统，包括控制模块、模拟开关模块、发光模块、星图靶标入射板和靶标；

所述控制模块用于根据接收到的用以指示星点位置的星位指示信号和用以指示星点亮度的星等指示信号产生控制信号和星等模拟信号，并输出；

所述模拟开关模块包括多个模拟通路，所述模拟开关模块与所述控制模块相连，用于根据接收到的所述控制信号选择一个所述模拟通路，并将接收到的所述星等模拟信号通过选择的所述模拟通路输出；

所述发光模块包括多个放大及电流驱动电路，和多个LED，所述放大及电流驱动电路与所述LED一一对应相连，所述放大及电流驱动电路与所述模拟开关的模拟通路一一对应相连，所述放大及电流驱动电路用于将接收到的所述星等模拟信号进行放大和电压-电流变换处理，产生电流输出信号，以驱动所述LED发光；

所述多个LED阵列式设置在所述星图靶标入射板上；

所述靶标上穿设有多个圆孔，所述圆孔与所述LED对应设置；

光学系统，包括第一负透镜、第一正透镜、第二正透镜和第二负透镜，所述第一负透镜、所述第一正透镜、所述第二正透镜和所述第二负透镜依次设置在同一水平光路的光轴上，所述照明系统发出的光经过所述第一负透镜、所述第一正透镜、所述第二正透镜和所述第二负透镜后平行射出。

本发明提供一种星敏感器地面标定设备，包括气浮式光学平台，还包括如本发明提供的星模拟器，所述星模拟器设置在所述气浮式光学平台上。

由上述技术方案可知，本发明提供的星模拟器及星敏感器地面标定设备，照明系统能够实现根据星位指示信号控制多个LED的其中之一发光，以对星点位置的模拟，提高了星图变换的灵活性。LED发光的亮度可以根据星等指示信号产生相应幅值的电流信号来控制，以对星点亮度的模拟。且LED为可以产生高亮的元件，亮度的可调范围大，且亮度均匀，提高了星图模拟的分辨率和对比度，提高了星图模拟的精度。而且光学系统为分离式光学系统，可以避免胶合镜片的胶合面对成像的影响，进一步提高了成像精度，且所使用的光学零件少，结构简单，有利于加工和装配。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的星模拟器结构示意图；

图2为图1中照明系统的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的星模拟器的光学系统结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的星模拟器的光学系统结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的星模拟器的照明系统结构示意图；

图6为本发明实施例六提供的甚高精度星敏感器地面标定装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。

实施例一