[發(fā)明專利]一種舷窗式星敏系統(tǒng)測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710189300.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN106949907B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王向;郭旭升;施常勇;張召弟;艾奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開了一種舷窗式星敏感器系統(tǒng)測(cè)試方法，該方法測(cè)試步驟為：(1)使用單星模擬器進(jìn)行帶舷窗式星敏感器靜態(tài)精度測(cè)試；(2)在實(shí)際星空背景下通過(guò)星敏感器拍圖比較舷窗對(duì)星敏感器星等探測(cè)靈敏度影響；(3)將星敏感器帶舷窗對(duì)準(zhǔn)某一天區(qū)連續(xù)工作一段時(shí)間，統(tǒng)計(jì)靜態(tài)測(cè)量精度；(4)將星敏感器置于轉(zhuǎn)臺(tái)上以一定角速度旋轉(zhuǎn)，測(cè)試舷窗對(duì)星敏感器動(dòng)態(tài)跟蹤性能影響；(5)用太陽(yáng)模擬器測(cè)試舷窗對(duì)星敏感器雜散光保護(hù)角影響。本發(fā)明首次提出了帶舷窗式星敏感器工作性能的系統(tǒng)測(cè)試方法，通過(guò)該方法可測(cè)試舷窗對(duì)星敏感器功能及性能指標(biāo)的影響，驗(yàn)證該設(shè)計(jì)是否滿足系統(tǒng)任務(wù)需求；有利于對(duì)舷窗式星敏感器進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)改進(jìn)，并為舷窗式星敏感器在軌使用策略提供指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星單機(jī)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種舷窗式星敏感器系統(tǒng)測(cè)試方法。

背景技術(shù)

一般的星敏感器姿態(tài)測(cè)量往往采用直接拍攝星圖進(jìn)行定姿的方式；由于任務(wù)應(yīng)用需求，星敏感器安裝于飛行器內(nèi)部，透過(guò)舷窗進(jìn)行定姿。為了保證星敏感器能正常拍攝星圖，舷窗選用高透光率的玻璃。由于玻璃具有反射、折射、散射等光學(xué)特性，可能會(huì)給星敏感器功能和性能帶來(lái)一定影響。星敏感器定姿時(shí)需要從拍攝星圖中提取星點(diǎn)信息，星光經(jīng)過(guò)舷窗玻璃折射后落到星敏探測(cè)器上，可能會(huì)影響到達(dá)探測(cè)器的星點(diǎn)能量和星間角距，進(jìn)而影響星敏感器的姿態(tài)測(cè)量精度。當(dāng)有外界光線存在(如太陽(yáng)光、月光)時(shí)，玻璃可能會(huì)改變光路，產(chǎn)生新的雜散光，使所拍攝星圖的背景灰度閾值提高，不利于星敏感器提取星點(diǎn)信息進(jìn)行定姿。現(xiàn)有的星敏感器測(cè)試技術(shù)只針對(duì)星敏感器進(jìn)行測(cè)試，未考慮舷窗對(duì)星敏感器定姿能力的影響；且該方法為國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用，無(wú)相應(yīng)使用經(jīng)驗(yàn)供參考。如果不對(duì)舷窗式星敏感器進(jìn)行系統(tǒng)性測(cè)試，摸清舷窗對(duì)星敏感器探測(cè)靈敏度、測(cè)量精度及雜散光可能產(chǎn)生的影響，就無(wú)法驗(yàn)證舷窗式星敏感器是否滿足任務(wù)需求，以及使用策略上需注意的事項(xiàng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種舷窗式星敏系統(tǒng)測(cè)試方法，解決了舷窗對(duì)星敏感器功能和性能影響的系統(tǒng)級(jí)測(cè)試，為舷窗式星敏感器的設(shè)計(jì)及在軌使用策略提供指導(dǎo)和驗(yàn)證。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種舷窗式星敏感器系統(tǒng)測(cè)試方法，步驟如下：

1)使用單星模擬器對(duì)帶舷窗和不帶舷窗式星敏感器進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證舷窗對(duì)星敏感器定姿精度的影響；

2)在實(shí)際星空背景下通過(guò)星敏感器拍圖測(cè)試舷窗對(duì)星敏感器星等探測(cè)靈敏度影響；

3)將帶舷窗與不帶舷窗的星敏感器對(duì)準(zhǔn)某一天區(qū)連續(xù)工作一段時(shí)間，測(cè)試舷窗對(duì)星敏感器靜態(tài)測(cè)量精度的影響；

4)將帶舷窗與不帶舷窗的星敏感器置于轉(zhuǎn)臺(tái)上旋轉(zhuǎn)，測(cè)試舷窗對(duì)星敏感器動(dòng)態(tài)跟蹤性能影響；

5)利用太陽(yáng)模擬器測(cè)試舷窗對(duì)星敏感器雜散光保護(hù)角的影響。

所述步驟2)的具體測(cè)試方法為：將星敏感器對(duì)準(zhǔn)真實(shí)星空拍圖，得到不帶舷窗與帶舷窗時(shí)視場(chǎng)內(nèi)恒星的星等，及所拍攝圖像的對(duì)應(yīng)像素灰度值；如果不帶舷窗與帶舷窗時(shí)星等均滿足不低于5.5等星，且拍攝圖像的對(duì)應(yīng)像素灰度值變化小于10％，則舷窗不影響星敏感器星等探測(cè)能力及星圖識(shí)別功能；如果帶舷窗時(shí)探測(cè)星等低于5.5等星，或者對(duì)應(yīng)像素灰度值變化超出10％，則舷窗影響星敏感器星等探測(cè)能力及星圖識(shí)別功能。

所述步驟3)的具體測(cè)試方法為：在真實(shí)星空背景下，將星敏感器對(duì)準(zhǔn)某一天區(qū)連續(xù)工作一段時(shí)間，將該段時(shí)間內(nèi)星敏感器輸出的四元數(shù)轉(zhuǎn)換為姿態(tài)角，并統(tǒng)計(jì)靜態(tài)測(cè)量精度；帶舷窗后比對(duì)測(cè)試，如果帶舷窗與不帶舷窗的靜態(tài)測(cè)量精度差值在1″以內(nèi)，則舷窗對(duì)星敏感器測(cè)量精度無(wú)影響；如果帶舷窗與不帶舷窗時(shí)靜態(tài)測(cè)量精度差值超出1″，則舷窗對(duì)星敏感器測(cè)量精度有影響。