[發明專利]一種確定星敏感器調焦環厚度的方法

有效

• 申請號: 201210156304.8
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102679893A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉達;鐘紅軍;李春江;李曉;李玉明
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01C25/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術領域

本發明涉及一種確定星敏感器調焦環厚度的方法，屬于APS星敏感器設計技術領域。

背景技術

APS星敏感器的特點為高精度、長壽命、高數據更新率和小型化。調焦是星敏感器產品設計生產中的一個關鍵環節，調焦可改變星點成像面積、總能量大小、峰值能量大小，進而影響星點質心的提取精度、星敏感器的靈敏度，同時也會影響后期星敏感器的標定精度。目前國內外均未見確定高精度星敏感器調焦環厚度方法的相關報道。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種確定星敏感器調焦環厚度的方法，提高了調焦的精確性。

本發明的技術解決方案是：一種確定星敏感器調焦環厚度的方法，步驟如下：

(1)建立由一個調焦板和四個星點組成的調焦系統并設置在暗室中，第一個星點(0)為中心點，第二個星點(1)在第一個星點(0)的右邊，兩個星點位置的水平距離為0.5視場，第三個星點(2)在第一個星點(0)的右邊，兩個星點位置的水平距離為0.8視場，第四個星點(3)在第一個星點(0)的下方，兩個星點位置的水平距離為0.5視場，四個星點采用平行光管發光，調焦板表面涂成黑色；

(2)將不同厚度的調焦環安裝在光學鏡頭與探測器本體之間，由安裝不同厚度調焦環的星敏感器對四個不同位置的星點進行成像并由數據處理計算機對采樣的星點圖像進行處理，得到不同調焦環厚度所對應的四個星點的亮度和星斑大小；

(3)統計不同厚度調焦環下第一個星點亮度的變化得到第一個星點亮度的最大值，根據第一個星點亮度的最大值得到紅光焦面，將紅光焦面所對應的調焦環作為基準調焦環；

(4)以基準調焦環的厚度為基準將調焦環厚度分別減少5um、10um和15um，重新利用星敏感器對四個不同位置的星點進行成像并由數據處理計算機對采樣的星點圖像進行處理，得到不同調焦環厚度所對應的四個星點的亮度和星斑大小，當同時滿足如下三個條件時得到的調焦環厚度為最終的調焦環厚度：

(a)紅光2等星在四個不同位置下的星斑均小于25個像素；

(b)紅光2等星在四個星點處的最大亮度值均不小于在紅光焦面上最大亮度值的80％；

(c)第一星點(0)處紅光2等星的最大亮度值最大、藍光最低、紅外和可見光居中。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

(1)在暗室中建立了由一個調焦板和四個星點組成的調焦系統，簡化了操作流程，提高了星點成像位置的精度。

(2)采用了四個不同位置星點對調焦環厚度進行分析，提高了調焦的精確性。

(3)將紅光焦面所對應的調焦環作為基準調焦環，以基準調焦環為基準減少調焦環厚度作為待選調焦環，優化了待選調焦環的選擇范圍，提高了調焦精確度與速度。

(4)將星點最大亮度值與紅光焦面上最大亮度值進行比較，并在一定范圍內取值，使得常壓下調焦滿足真空環境下性能，提高了星敏感器在真空中工作的精確度。

(5)在調焦過程中，分析星斑大小進行調焦，避免了星斑過大噪聲干擾、星斑過小質心不穩，提高星敏感器精度。

附圖說明

圖1為本發明的實現流程圖；

圖2為本發明的調焦系統示意圖。

具體實施方式

如圖2所示，本發明的實現方式如下：

(1)建立由一個調焦板和四個星點組成的調焦系統并設置在暗室中，不同星點位置見圖2，第一個星點0為中心點，第二個星點1在第一個星點0的右邊，兩個星點位置的水平距離為0.5視場，第三個星點(2)在第一個星點0的右邊，兩個星點位置的水平距離為0.8視場，第四個星點3在第一個星點0的下方，兩個星點位置的水平距離為0.5視場，不同星點位置見表1，四個星點采用平行光管發光，調焦板表面涂成黑色；不同星點位置對應的坐標如表1所示：

表1不同位置對應的坐標