[發明專利]一種離軸三反相機焦面裝調的方法

有效

• 申請號: 201410060916.6
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103869595B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 馬麗娜;張繼友;蔡偉軍;王東杰
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G03B43/00
• 分類號: G03B43/00;G01C11/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

1.一種離軸三反相機焦面裝調的方法，其特征在于由基準轉換階段和仿真輔助裝調階段配合完成，所述基準轉換階段實現步驟如下：

步驟（1）建立平行光管坐標系，用平行光管的光軸方向代表衛星的+Z方向，平行光管豎直向上的方向代表衛星+X方向，平行光管水平面與+Z垂直的方向為衛星的+Y方向，三個方向符合右手定則；

步驟（2）中建立相機坐標系O′-X′Y′Z′，用粘在相機上的立方鏡的法線引出，其中沿光軸方向為Z′軸，豎直向上為X′軸，水平方向與Z′軸垂直為Y′軸，三個方向符合右手定則，通過已知的衛星與相機立方鏡的矩陣推算出相機+Z′在衛星坐標系YOZ平面的投影Z″與+Z方向的水平夾角∏_ZOZ″、相機+Z′與其在衛星坐標系YOZ平面的投影Z″的豎直夾角∏_Z′OZ″和相機+Y′與其在衛星坐標系YOZ平面的投影Y″與+Y方向的豎直夾角∏_Y′OY″，式中∏_{Y衛星Z′相機}為+Y衛星與+Z′相機之間的夾角，∏_{Z衛星Z′相機}為+Z衛星與+Z′相機之間的夾角，∏_{X衛星Z′相機}為+X衛星與+Z′相機之間的夾角，∏_{X衛星Y′相機}為+X衛星與+Y′相機之間的夾角：

∏_ZOZ″=atan（cos（∏_{Y衛星Z′相機}）/cos（∏_{Z衛星Z′相機}））

∏_Z′OZ″=90°-∏_{X衛星Z′相機}

∏_Y′OY″=90°-∏_{X衛星Y′相機}

步驟（3）利用經緯儀瞄準平行光管，將平行光管光軸的豎直角度調整為90°，水平角度調整為0，再根據步驟（2）中所得夾角調整相機與平行光管之間的關系，使之和相機與衛星之間的角度關系相匹配，以上基準轉換階段結束；

所述仿真輔助裝調階段實現步驟如下：

步驟（4）根據步驟（3）中將相機和平行光管調整好位置后，利用平行光管的傳函靶標計算出相機的無窮遠焦面位置，調整相機的焦面組件的墊片厚度，保證焦面組件中的CCD器件位于相機的最佳焦面位置處，并且根據平行光管的靶標在CCD器件上的成像位置調整焦面組件與鏡頭的相對位置，使平行光管靶標成像在CCD器件的位置能夠滿足相機視軸在水平面和豎直面內的投影與衛星Z方向偏差不大于3′；步驟（5）利用ProE仿真軟件畫出步驟（4）調整后的相機焦面組件中CCD器件和墊片的相對位置，其中需畫兩組位置大小相同的墊片，其中一組墊片位置不動，作為原始基準，另外一組墊片變化位置，作為調整基準，以便于將變化后的墊片位置與未變化的墊片位置進行比對；

步驟（6）根據步驟（5）得到的相機焦面組件中CCD器件和墊片的相對位置，以相機的光軸方向為Z軸，相機的CCD器件線陣方向為Y軸，根據右手定則做出一個坐標系O-XYZ，使得CCD器件和墊片這一組合體繞Z軸旋轉時可以保證旋轉后相機的CCD器件在相機的共焦面位置不變，再以垂直于相機底面方向為Z′軸，任意水平方向為Y′軸重新設定一個坐標系O′-X′Y′Z′；

步驟（7）根據步驟（6）建立的兩個坐標系，在坐標系O′-X′Y′Z′中測量CCD器件兩端沿Z′軸方向是否高度一致，若不一致則繞步驟（6）中建立的坐標系O-XYZ的Z軸旋轉CCD器件和一組墊片的組合體，旋轉至CCD器件兩端高度一致后，測量此時旋轉后的墊片與原墊片位置的高度差，從而指導相機墊片厚度的調整，進而完成相機焦面的裝調。