[发明专利]用于星模拟器的多参数高精度星图检测装置

说明书

本发明公布了一种用于星模拟器的多参数高精度星图检测装置，由高度调整机构、方位角度调整机构、俯仰角度调整机构、经纬仪主机机座、经纬仪轴系、经纬仪光学系统、经纬仪目镜系统、转接镜头和面阵CCD组成。在不破坏经纬仪结构的前提下，可实现星模拟器星间角距、单星位置、单星张角和单星星等的综合高精度检测。

技术领域

本发明涉及星模拟器的高精度检测技术，尤其涉及一种用于星模拟器的多参数高精度星图检测装置。

背景技术

随着我国航天技术的发展，对光学导航敏感器的精度提出了更高要求。而星模拟器作为光学导航敏感器的关键地面标定设备，直接决定了光学导航敏感器的精度。

星模拟器按星图显示方式不同分为静态星模拟器和动态星模拟器。无论是静态星模拟器还是动态星模拟器，主要的技术指标都包括星间角距、单星位置、单星张角和单星星等。这些技术指标决定了星模拟器的精度和适用场合。

目前针对星模拟器星间角距、单星位置、单星张角和单星星等的检测分为两个方面。

第一方面是针对星间角距、单星位置和单星张角进行检测。常用的检测方法主要有两种，一种是利用经纬仪人眼判读星点位置计算星间角距、单星位置和单星张角；优点是经纬仪精度高且视场小，不受光学相差影响，成像精度高；缺点是人眼判读会引入读数误差，读数误差是随机误差无法抵消，进而影响了星模拟器的精度。另一种是利用CCD配合准直光学镜头机器判读星点位置星间角距、单星位置和单星张角。优点是机器判读克服了人眼读数误差提高了读数精度；缺点是为了让CCD能够对星图成像而引入的准直光学镜头需具有比星模拟器有效视场还大的工作视场，将引入光学相差如畸变、球差、彗差、像散、场曲、位置色差和倍率色差，从而降低了成像精度。

第二方面是针对单星星等进行检测，常用的检测方法是利用辐照度计判读单星星等。优点是可选用不同辐照范围与辐照精度的辐照计来满足不同星等范围的测试，缺点是只能检测全黑背景下的单星星等，如果星图中存在多个星点，则会因为各星点间辐射度的相互影响而无法进行检测。

综上所述，星模拟器检测装置的落后已成为制约星模拟器提高精度的主要原因，进而影响了光学导航敏感器的发展。为了满足星模拟器的检测需求，需要一种多参数高精度星图检测装置，不但可以实现星模拟器星间角距、单星位置、单星张角和单星星等的综合高精度检测，而且克服现有星图检测装置与方法中存在的缺点。

发明内容

本发明专利是针对现有技术存在的问题，设计一种用于星模拟器的多参数高精度星图检测装置。针对现有星图检测装置无法实现星间角距、单星位置、单星张角和单星星等的综合检测，且进行星间角距、单星位置、单星张角检测时，或存在人眼判读会引入读数误差，或存在与CCD配合使用的准直光学镜头相差而导致的检测精度降低，以及利用辐照计只能进行全黑背景下的单星星等检测的缺陷，提出利用高度调整机构、方位角度调整机构、俯仰角度调整机构、经纬仪主机机座、经纬仪轴系、经纬仪光学系统、经纬仪目镜系统、转接镜头和面阵CCD，搭建可实现星模拟器星间角距、单星位置、单星张角和单星星等的综合高精度检测，星间角距检测精度优于0.4pixel，单星位置检测精度优于0.2pixel，单星张角检测精度优于0.2pixel，单星星等检测精度优于0.1等星。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：设计一种用于星模拟器的多参数高精度星图检测装置，由所述高度调整机构、所述方位角度调整机构、所述俯仰角度调整机构、所述经纬仪主机机座、所述经纬仪轴系、所述经纬仪光学系统、所述经纬仪目镜系统、所述转接镜头和所述面阵CCD。