[发明专利]一种空间望远镜相关跟踪器的仿真系统与方法

摘要

本发明一种空间望远镜相关跟踪器的仿真系统和方法，系统包括系统配置模块、目标与背景模块、探测相机模块、振动模拟模块、摆镜模块、计算控制模块和系统评估模块；采用本发明，可在空间望远镜相关跟踪器的初期设计阶段即评价其性能，从系统层面上优化和平衡各子系统的设计，并权衡和克服各种干扰因素，寻求更有效的提升性能的方法和优化设计方案，为更好地实现物理系统的研制做准备。

主权项

一种空间望远镜相关跟踪器的仿真系统，其特征在于：包括系统配置模块、目标与背景模块、探测相机模块、振动模拟模块、摆镜模块、计算控制模块和系统评估模块，其中：系统配置模块完成仿真系统的参数配置与初始化，并将目标与背景参数发送给目标与背景模块，将探测相机参数发送给探测相机模块，将振动模拟参数发送给振动模拟模块，将摆镜参数和空间环境参数发送给摆镜模块，将光学系统参数、探测算法参数与伺服控制参数以及仿真参数发送到计算控制模块；目标与背景模块接收来自系统配置模块的目标与背景参数，模拟生成观测目标，并将观测目标信息发送给探测相机模块；探测相机模块接收来自系统配置模块的探测相机参数以及目标与背景模块的观测目标信息，模拟观测目标信息在探测相机内的光电转换过程，生成观测目标探测图像，并将该图像发送给计算控制模块；振动模拟模块接收来自系统配置模块的振动模拟参数，模拟卫星平台振动所引起的空间望远镜主光线抖动信号，将该抖动信号发送给计算控制模块；摆镜模块接收来自系统配置模块的摆镜参数和空间环境参数，建立摆镜有限元模型，分析摆镜在空间环境下的谐响应，将谐响应分析数据发送给计算控制模块；计算控制模块接收来自系统配置模块的光学系统参数、探测算法参数、伺服控制参数和仿真参数，以及来自探测相机模块发送的观测目标探测图像，以及来自振动模拟模块发送的空间望远镜主光线抖动信号，以及来自摆镜模块发送的谐响应分析数据；将接收到的观测目标探测图像和空间望远镜主光线抖动信号转发给系统评估模块；仿真计算得到伺服控制后的由摆镜反射的主光线偏转信号发送给系统评估模块；系统评估模块接收来自计算控制模块发送的观测目标探测图像，计算观测目标探测图像的图像评价参数；以及接收来自计算控制模块发送的伺服控制后的由摆镜反射的主光线偏转信号和空间望远镜主光线抖动信号，计算相关跟踪器的系统性能参数。