[发明专利]空间目标多维度动态光学特性地面试验系统及方法

说明书

本发明涉及一种空间目标多维度动态光学特性地面试验系统及方法，所述系统包括：球形容器；置于所述球形容器顶部的太阳模拟器，用于模拟目标所在空间的太阳辐射；置于所述球形容器内部的三维运动模拟器，用于承载目标并模拟目标俯仰、偏航和自旋姿态运动；置于所述三维运动模拟器下方的背景辐射模拟器，用于模拟目标所在空间的背景辐射；位于球形容器子午面上的全向测试轨道，以及安装在所述全向测试轨道上用于沿经线方向运动的测量设备；位于球形容器赤道面不同方位上的多个光学特性观测窗口和测量设备，用于测量所述目标的近场光学特性数据；与球形容器连通的通光光程筒，通光光程筒的末端设置有测量设备，用于测量目标的远场光学特性数据。

技术领域

本发明涉及空间目标模拟试验技术，尤其涉及一种空间目标多维度动态光学特性地面试验系统及方法。

背景技术

航天器在空间飞行时，通常会受到宇宙空间、太阳等自然光学环境结合作用。现有技术中通常采用地面试验的方式来模拟空间目标的光学特性变化。然而，现有通常采用等效热流模拟和单一方向目标光学特性测量，无法有效模拟目标在几何场景中的多角度动态变化。

因此，亟待提供一种空间目标多维度动态光学特性地面试验系统及方法，实现在地面空间目标的动态光学特性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的至少一部分技术问题，提供了一种空间目标多维度动态光学特性地面试验方法及系统。

本发明第一方面，提供了一种空间目标多维度动态光学特性地面试验系统，所述系统包括：

球形容器；

置于所述球形容器顶部的太阳模拟器，用于模拟目标所在空间的太阳辐射；

置于所述球形容器内部的三维运动模拟器，用于承载目标并模拟目标俯仰、偏航和自旋姿态运动；

置于所述三维运动模拟器下方的背景辐射模拟器，用于模拟目标所在空间的背景辐射；

位于球形容器子午面上的全向测试轨道，以及安装在所述全向测试轨道上用于沿经线方向运动的测量设备；

位于球形容器赤道面不同方位上的多个光学特性观测窗口，其中每个光学特性观测窗口中设置有至少一个测量设备，用于测量所述目标的近场光学特性数据；

与所述球形容器连通的通光光程筒，所述通光光程筒的末端设置有测量设备，用于测量所述目标的远场光学特性数据。

在根据本发明所述的空间目标多维度动态光学特性地面试验系统中，优选地，所述太阳模拟器包括多路氙灯投影光学系统；每路所述氙灯投影光学系统均包括一个用于产生系统光束的氙灯组和一个对该路系统光束进行均匀化的光学积分器；

所述太阳模拟器设于所述球形容器顶部的灯室中，所述球形容器顶部设有多个窗口镜，每路所述氙灯投影光学系统中的所述光学积分器均对应一个所述窗口镜，各路系统光束均透过对应的所述窗口镜照射于所述球形容器内的目标；

所述太阳模拟器还包括：活动热沉，可移动的设于所述球形容器内，位于所述窗口镜下方，可活动地遮挡各个所述窗口镜，且所述活动热沉中通入液氮制冷降温，实现阳光与阴影的快速切换。

在根据本发明所述的空间目标多维度动态光学特性地面试验系统中，优选地，所述太阳模拟器中，每个所述氙灯组包括多个氙灯单元组件，每个所述氙灯单元组件均包括法兰盘、进风口、聚光镜、灯头和触发器；其中，所述法兰盘呈圆盘状，设有用于散热的气孔；所述进风口设于所述法兰盘后侧并与所述气孔连通；所述聚光镜为椭球面镜，呈碗状，碗口向前，碗底处开设有圆形孔，所述聚光镜通过聚光镜固定架设于所述法兰盘的前侧，所述圆形孔与所述气孔连通；所述灯头穿过所述聚光镜的圆形孔设于所述法兰盘中心，其发光点位于所述聚光镜第一焦点处；所述触发器设于所述法兰盘后侧并与所述灯头连接，用于点亮所述灯头；