[發明專利]一種星敏感器基準立方鏡安裝誤差的標定裝置

有效

• 申請號: 201410360805.7
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN105318891B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 姜云翔;崔桂利;郭雨蓉;魏小林;趙天承
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

本發明屬于光電設備標定技術領域，具體涉及一種星敏感器基準立方鏡安裝誤差的標定裝置。在基準平面上的兩個正交的軸上分別放置光電自準直儀和單星模擬器，在兩軸的交點處放置被測星敏感器，使被測星敏感器基準棱體的兩正交反光面的法線與兩正交的軸分別平行，經緯儀分別將光電自準直儀和單星模擬器的光軸調節至與基準平面平行；星敏感器安裝在其三維調整基座上，通過星敏感器三維調整基座將星敏感器的輸入光軸和單星模擬器的輸出光軸調至平行；被測基準立方鏡安裝在被測星敏感器殼體上表面；運用光電自準直測量基準立方鏡繞X軸和Y軸的安裝角度誤差，將星敏感器三維調整基座旋轉90°，測量基準立方鏡繞Z軸的安裝角度誤差。

技術領域

本發明屬于光電設備標定技術領域，具體涉及一種星敏感器基準立方鏡安裝誤差的標定裝置。

背景技術

星敏感器作為一種高精度的空間姿態光學敏感器，在航天領域得到了廣泛而深入的應用。由于星敏感器的測量坐標系是虛擬不可見的，必須在地面裝配時準確測量出星敏感器測量坐標系和其殼體上基準立方鏡坐標系的位置和姿態關系，即基準立方鏡的安裝誤差。即通過測量星敏感器上的基準立方鏡來實現星敏感器在航天器上的幾何安裝精度要求。

目前國內針對星敏感器標定基準立方鏡安裝誤差的方法主要有兩種：一種是采用大口徑自準直光管測量法，一種是用光管與星模擬器組合測量法。大口徑自準直光管測量法是用一個口徑足夠大、能同時覆蓋星敏感器和基準立方鏡的自準直光管，通過將光管與基準立方鏡準直，然后讀取星敏感器內自準直光管內十字叉絲焦點的位置坐標來解算星敏感器與基準立方鏡在俯仰和方位兩維方向上的安裝誤差。光管與星模擬器組合測量法是，自準直光管與星模擬器被安裝在通一個支架上，兩者保持光軸平行。標定誤差時，自準直光管準直星敏感器上方的基準立方鏡，然后在星敏感器內讀取星模擬器的成像位置坐標，即解算出星敏感器與基準立方鏡在俯仰和方位方向上的安裝誤差。

大口徑光管測量法由于光管物鏡直徑大，其加工精度難以保證，加工成本高。另外由于采用偏軸光測量，測量光路通過光學系統后的色差，球差等像差會造成一定的測量精度的損失，無法滿足高精度測量的要求。其次，這種測量方法只能測量出星敏感器與基準立方鏡在俯仰和方位方向上的安裝誤差，無法測量出滾轉方向的安裝誤差。

光管與星模擬器組合測量法較大口徑光管測量法雖提高了測量精度，但仍無法測量出滾轉方向的安裝誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種星敏感器基準立方鏡安裝誤差的標定裝置，以克服現有技術只能測量二維安裝誤差的不足。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種星敏感器基準立方鏡安裝誤差的標定裝置，定義星敏感器輸入光軸的反向為Y軸，基準立方鏡上平面的出射法線方向為X軸，Z軸由右手螺旋法則自然生成；在基準平面上的兩個正交的軸上分別放置光電自準直儀和單星模擬器，在兩軸的交點處放置被測星敏感器，使被測星敏感器基準棱體的兩正交反光面的法線與兩正交的軸分別平行，光電自準直儀和單星模擬器分別安裝在光電自準直儀二維調整基座和單星模擬器二維調整基座上，經緯儀分別將光電自準直儀和單星模擬器的光軸調節至與基準平面平行；星敏感器安裝在星敏感器三維調整基座上，在星敏感器和單星模擬器均開機的情況下，通過星敏感器三維調整基座將星敏感器的輸入光軸和單星模擬器的輸出光軸調至平行；被測基準立方鏡安裝在被測星敏感器殼體上表面；運用光電自準直儀測量基準立方鏡繞X軸和Y軸的安裝角度誤差，將星敏感器三維調整基座旋轉90°，測量基準立方鏡繞Z軸的安裝角度誤差。

所述星敏感器三維調整基座的旋轉軸線與被測星敏感器上基準立方鏡的中心軸線重合。