[發明專利]一種基于雙焦光學系統的星模擬裝置

有效

• 申請號: 201410483877.0
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104197961B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 虞紅;張毅;高陽;張盈;杜惠杰;趙宏鳴
• 申請（專利權）人: 北京仿真中心
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/02
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明涉及一種星模擬裝置。更具體地，涉及一種基于雙焦光學系統的星模擬裝置。

背景技術

近年來我國空間航天飛行技術取得了飛速的發展，空間飛行器的姿態調整及導航要求越來越精確化，小型化。航天導航控制中，光學星敏感器的發展最為突出，因為它具有測量精度高，活動零件少，設計使用壽命長等特點，因此它是航天器中最有發展前途和精度最高的姿態敏感器之一。星敏感器確定姿態的參照物是恒星，對其進行地面檢測時主要使用星模擬器。星模擬器的功能主要是對無窮遠恒星的光譜、照度、平行性以及色溫等特性進行模擬。

星模擬器作為星敏感器設計和半實物仿真驗證的重要設備，已經得到越來越廣泛的應用，目前在可見光星模擬系統中，主要有兩種模擬方式：一、計算機實時生成的星圖圖像，通過驅動電路傳輸給液晶顯示器，液晶顯示器安裝在光學準直系統的焦平面上，輻射出無窮遠的星圖場景。這種方式能夠模擬動態變化的星圖，但由于背景亮度過高，不能進行低照度星、低信噪比的仿真；二、光源照射多根光纖的一端，將光纖另一端插在多微孔星靶板的各個微孔上，多微孔星靶板安裝在光學準直系統的焦平面上，從而輻射出多星模擬場景。這種方式能夠模擬低背景亮度、低信噪比的星圖場景，但是星圖場景固定不變。

發明內容

本發明的目的在于提供一種既能模擬動態變化的星圖又能模擬出低背景低信噪比的靜態星圖的星模擬裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案：

一種基于雙焦光學系統的星模擬裝置，包括液晶顯示器、成像物鏡、多微孔星靶板、若干根光纖、光源、合束鏡和光學準直系統；所述液晶顯示器、成像物鏡和光學準直系統的光軸重合，所述合束鏡的光軸與光學準直系統的光軸呈45度，所述多微孔星靶板與光學準直系統的光軸平行；所述光纖的一端固定在多微孔星靶板上，光纖的另一端被所述光源照亮；所述液晶顯示器位于成像物鏡和光學準直系統組成的復合光學系統的焦平面位置，所述多微孔星靶板位于光學準直系統的焦平面位置。

優選地，所述合束鏡為半反半透鏡。

本發明的有益效果如下：

本發明中通過成像物鏡將液晶顯示器所對應的視場角調整到與多微孔星靶板所對應的視場角相同，并通過合束鏡分別將液晶顯示器和多微孔星靶板的像投射到光學準直系統中，從而實現了在一套設備中既能模擬動態變化的星圖，又能模擬低背景低信噪比的靜態星圖的功能。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出本發明的結構示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。

如圖1所示，一種基于雙焦光學系統的星模擬裝置，包括液晶顯示器1、多微孔星靶板2、合束鏡3、光學準直系統4、成像物鏡5、光纖6和光源7。液晶顯示器1、成像物鏡5和光學準直系統4的光軸重合，合束鏡3的光軸與光學準直系統4的光軸呈45度，合束鏡3為半反半透鏡；多微孔星靶板2與光學準直系統4的光軸平行；光纖6的一端固定在多微孔星靶板2上，光纖6的另一端被光源7照亮；液晶顯示器1位于成像物鏡5和光學準直系統4組成的復合光學系統的焦平面位置，多微孔星靶板2位于光學準直系統4的焦平面位置。多微孔星靶板2上設有若干個孔，每個孔上都插接有光纖6，該星模擬裝置具有多塊多微孔星靶板2，每一塊多微孔星靶板2對應一個星圖，當變換不同的多微孔星靶板2時就能改變星圖場景。

由于液晶顯示器1的有效顯示面與多微孔星靶板2的大小不同，成像物鏡5先對液晶顯示器1成一次像，使得液晶顯示器1的像在光學準直系統4的視場角與多微孔星靶板2的視場角相同。由于多微孔星靶板2只經過光學準直系統4成像，液晶顯示器1經過了成像物鏡5和光學準直系統4復合成像，因此，兩者具有不同的焦距，成為雙焦光學系統。當需要模擬低背景低信噪比星圖時，關閉液晶顯示器1，多微孔星靶板2經合束鏡3反射后進入光學準直系統4；當需要模擬動態變化的星圖時，關閉多微孔星靶板2的光源7，液晶顯示器1經成像物鏡5成像后透射過合束鏡3進入光學準直系統。該星模擬裝置在一套設備中既能模擬動態變化的星圖，又能模擬低背景低信噪比的星圖。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。