[發明專利]航天光學遙感器實時調整偏流閉環仿真測試系統及方法

無效

• 申請號: 201010156789.1
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN101839977A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 王棟;胡君;徐抒巖;曹小濤;吳偉平
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明屬于工業自動化領域，涉及對光學遙感器實時調整偏流系統的仿真檢測系統及檢測方法。

背景技術

航天光學遙感器是航天飛行器有效載荷系統的核心設備，根據地面遙控指揮中心向航天光學遙感器發布命令和參數，控制光學成像系統完成對地面景物的攝像任務。光學成像系統質量的好壞直接影響光學遙感器獲取圖像的效果。光學遙感器在軌攝像期間，由于高速運行、姿態機動、成像目標隨地球自轉等因素，使得光學遙感器的運動方向和相機實際成像方向并不相同，兩者之間的夾角即為偏流角。偏流角會導致相機在成像過程中產生圖像像移，成像扭曲，影響相機的成像質量。

為了提高遙感圖像的質量，需要對偏流角通過適當的補償技術進行修正，使得實時調偏流功能成為高性能航天光學遙感器不可缺少的重要組成部分。航天光學遙感器通過實時接收飛行器的姿態信息，根據自定的策略實時計算出當前需要調整的機構參數，進而控制調偏流機構進行實時的補償，以便不影響成像質量的效果。

航天光學遙感器調偏流功能的地面檢測，通常采用相對運動的辦法，使用動態目標輸入加人工測量完成。但隨著航天領域的不斷發展，開發周期的不斷縮短，對檢測儀器在功能上和時效性上的要求不斷提高。以前那些繁瑣的測試方法已不能滿足要求。開發操作簡單、功能強大、測試速度快、具有長時間檢測、監測和事后分析能力的專用航天測試儀器已成為必然的趨勢。

發明內容

本發明的目的是提供一種航天光學遙感器實時調整偏流閉環仿真測試系統及方法，該系統能夠模擬光學遙感器飛行載體有偏航角的拍攝條件，實現閉環、實時、連續的調偏流功能的測試，有利于驗證航天光學遙感器調偏流策略正確性和偏流機構實際運行的可靠性。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

航天光學遙感器實時調整偏流閉環仿真測試系統，包括目標模擬器、目標模擬器遠程控制系統、網絡存儲系統、平行光管、光學遙感器仿星系統和圖像快視系統，所述目標模擬器與目標模擬器遠程控制系統連接，用于實時產生光學遙感器需要的偏流測試目標；所述目標模擬器遠程控制系統分別與網絡存儲系統、光學遙感器仿星系統連接，用于發出控制命令給目標模擬器，以及實時接收目標模擬器反饋回來的偏流電機即時角度信息，通過以太網以TCP/IP協議方式傳送給光學遙感器仿星系統和網絡存儲系統；所述網絡存儲系統分別與光學遙感器仿星系統、圖像快視系統連接，用于集中存儲測試系統產生的數據與圖像，以供后期數據的判讀和分析；所述平行光管分別與目標模擬器、光學遙感器連接，用于將目標模擬器發出的目標光線轉換為平行光線入射到光學遙感器成像；光學遙感器仿星系統與光學遙感器連接，用于完成對光學遙感器的拍攝命令控制及飛行器模擬姿態參數的廣播；圖像快視系統與光學遙感器連接，用于接收光學遙感器拍攝下行的圖像，實現顯示并轉發給網絡存儲系統進行存儲。

航天光學遙感器實時調整偏流閉環仿真測試方法，包括如下步驟：

a、測試環境準備：將目標模擬器、目標模擬器遠程控制系統、光學遙感器仿星系統、圖像快視系統和航天光學遙感器進行有效的連接，通電后開始工作；調整目標模擬器、平行光管、光學遙感器CCD焦平面三者相對位置，使目標模擬器的目標光軸調整后通過平行光管的焦點，經平行光管作用后變為平行光入射進光學遙感器；

b、目標模擬器的運動參數設置及機構調整：在目標模擬器遠程控制系統上設置目標模擬器的目標旋轉速度和目標偏轉速度，通過數據總線將參數值送給目標模擬器；目標模擬器收到參數和命令后，按給定運動參數控制旋轉和偏轉電機轉動，進而帶動內部的條紋靶標圍繞中心開始周期運動，運動目標通過光譜濾光片作用后以某種譜段的光線發射；

c、目標偏流角值的獲得：目標模擬器遠程控制系統實時接收目標模擬器反饋來的偏流角參數，通過以太網絡轉發給光學遙感器仿星系統使用，同時存儲到網絡存儲系統完成存儲；

d、光學遙感器仿星系統的控制與信息傳遞：光學遙感器仿星系統仿真飛行器的功能，控制光學遙感器的工作模式，使光學遙感器完成拍攝、調焦、調偏流操作；同時模擬飛行器的姿態信息并周期性廣播給光學遙感器，完成對飛行器經度、緯度、速度、偏航角和高度等姿態信息的通知；光學遙感器周期性地將自身的狀態、信息反饋給光學遙感器仿星系統，仿星系統接收到目標模擬器遠程控制系統的目標偏流信息后，通過線性變換，將目標的偏流角信息反演為飛行器運行的偏航角信息，周期性的廣播給光學遙感器；

e、狀態、數據和參數的實時存儲：光學遙感器仿星系統及光學遙感器傳輸所產生的所有控制命令、廣播消息、工程數據和各種反饋信息被送至網絡存儲系統完成存儲；