[发明专利]一种空间目标光学特性仿真平台及其工作方法

说明书

本发明公开了一种空间目标光学特性仿真平台及其工作方法，包括光学系统、运动系统和中央控制管理系统；中央控制管理系统接收试验输入信息，解算得到光学系统的设定参数和运动系统的初始参数，在运动过程中，根据探测设备图像采集的时间离散化实际目标运动过程中各点的位姿信息，解算出仿真平台中相应的各运动副对应的理论角度参数，结合伺服系统反馈的各运动副对应的控制参数，采用预设性能串级控制方法对理论角度参数进行修正，以约束仿真平台运动过程中的运动误差在设定误差范围内。本发明能够在实现仿真平台运动到指定位置的同时，约束了仿真平台运动过程中任意时刻运动误差的范围，从而实现空间目标姿态调整和目标机动过程的高精度模拟。

技术领域

本发明涉及空间目标光学特性测量技术领域，具体而言涉及一种空间目标光学特性仿真平台及其工作方法。

背景技术

空间目标光学特性研究是实现空间目标姿态反演、目标识别、目标成像以及理论模型校验等工作的有效手段，基于空间目标光学特性仿真平台的空间目标光学特性模拟实验借助仿真平台得到的目标散射强度、散射亮度分布、等效星等以及其它关键数据，建立目标光学特性的各类理论模型。通过高精度的目标运动过程模拟可以有效提高空间目标光学特性模拟实验数据的精度，从而更准确的刻画目标光学特性与目标形状、表层材料、目标位姿、运动特性等多因素的关系，达到提高理论模型精度的目的。空间目标光学特性仿真平台目标运动过程模拟方法的技术基础是仿真平台环境下不同坐标系的坐标转换，关键技术之一是仿真平台特定运动副的预设性能控制技术。

已授权的中国国家发明专利号为ZL 201510081245.6名称为“一种空间目标光学特性实测条件的室内模拟装置”和中国国家发明专利号为ZL 201510081259.8名称为“一种空间目标光学特性实测条件的室内模拟方法”所公开的一类空间目标光学特性仿真平台虽然实现了实验平台环境下的空间目标光学特性室内模拟，但并未考虑仿真平台上空间目标运动过程的模拟精度，大大削弱了通过仿真平台光学特性参数反映空间目标位姿变化和运动特性的能力，势必影响仿真平台基空间目标光学特性研究的应用效果和适用范围。

发明内容

本发明目的在于提供一种空间目标光学特性仿真平台及其工作方法，在实现仿真平台运动到指定位置的同时，约束了仿真平台运动过程中任意时刻运动误差的范围，从而实现空间目标姿态调整和目标机动过程的高精度模拟。

为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种空间目标光学特性仿真平台，所述仿真平台包括光学系统、运动系统和中央控制管理系统；

所述光学系统包括被测目标、探测设备、太阳模拟器、反射镜；所述运动系统包括周视测试平台、测试轨道、目标转台；

所述测试轨道呈半圆弧形，水平铺设在地面上；

所述周视测试平台包括周视测试平台本体，以及位于周视测试平台上的第一俯仰机构、第一方位机构、升降机构和移动车；所述周视测试平台本体通过移动车安装在测试轨道上，沿测试轨道的延伸方向移动；所述升降机构安装在周视测试平台本体侧面，所述第一方位机构安装在升降机构上，随升降机构沿竖直方向升降；所述探测设备通过第一俯仰机构安装在第一方位机构上；

所述第一俯仰机构、第一方位机构、升降机构和移动车通过各自对应的伺服系统与中央控制管理系统连接，根据中央控制管理系统发送的控制指令以分别调整探测设备的俯仰角、方位角、升降位置、水平位置，并且通过对应的伺服系统实时/周期性反馈各自控制参数至中央控制管理系统；

所述目标转台位于测试轨道弧心处，包括目标转台本体、自转机构、第二俯仰机构和第二方位机构；所述第二方位机构为安装在底座上围绕其自身轴中心线自转的旋转轴，所述第二俯仰机构安装在第二方位机构上，所述被测目标通过自转机构安装在第二俯仰机构上；所述自转机构、第二俯仰机构和第二方位机构通过各自对应的伺服系统与中央控制管理系统连接，根据中央控制管理系统发送的控制指令以分别调整被测目标的自转角度、俯仰角、方位角，并且通过对应的伺服系统实时/周期性反馈各自控制参数至中央控制管理系统；