[發明專利]空間目標多維度動態光學特性地面試驗系統及方法

有效

• 申請號: 201811615669.6
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109696301B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 孟剛;南華;薛蓮;周巖;鄧蓉;李亞男;水涌濤;范小禮;方藝忠;劉佳琪;劉鑫;袁雷;劉得成;趙民
• 申請（專利權）人: 北京航天長征飛行器研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明涉及一種空間目標多維度動態光學特性地面試驗系統及方法，所述系統包括：球形容器；置于所述球形容器頂部的太陽模擬器，用于模擬目標所在空間的太陽輻射；置于所述球形容器內部的三維運動模擬器，用于承載目標并模擬目標俯仰、偏航和自旋姿態運動；置于所述三維運動模擬器下方的背景輻射模擬器，用于模擬目標所在空間的背景輻射；位于球形容器子午面上的全向測試軌道，以及安裝在所述全向測試軌道上用于沿經線方向運動的測量設備；位于球形容器赤道面不同方位上的多個光學特性觀測窗口和測量設備，用于測量所述目標的近場光學特性數據；與球形容器連通的通光光程筒，通光光程筒的末端設置有測量設備，用于測量目標的遠場光學特性數據。

技術領域

本發明涉及空間目標模擬試驗技術，尤其涉及一種空間目標多維度動態光學特性地面試驗系統及方法。

背景技術

航天器在空間飛行時，通常會受到宇宙空間、太陽等自然光學環境結合作用?，F有技術中通常采用地面試驗的方式來模擬空間目標的光學特性變化。然而，現有通常采用等效熱流模擬和單一方向目標光學特性測量，無法有效模擬目標在幾何場景中的多角度動態變化。

因此，亟待提供一種空間目標多維度動態光學特性地面試驗系統及方法，實現在地面空間目標的動態光學特性。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的至少一部分技術問題，提供了一種空間目標多維度動態光學特性地面試驗方法及系統。

本發明第一方面，提供了一種空間目標多維度動態光學特性地面試驗系統，所述系統包括：

球形容器；

置于所述球形容器頂部的太陽模擬器，用于模擬目標所在空間的太陽輻射；

置于所述球形容器內部的三維運動模擬器，用于承載目標并模擬目標俯仰、偏航和自旋姿態運動；

置于所述三維運動模擬器下方的背景輻射模擬器，用于模擬目標所在空間的背景輻射；

位于球形容器子午面上的全向測試軌道，以及安裝在所述全向測試軌道上用于沿經線方向運動的測量設備；

位于球形容器赤道面不同方位上的多個光學特性觀測窗口，其中每個光學特性觀測窗口中設置有至少一個測量設備，用于測量所述目標的近場光學特性數據；

與所述球形容器連通的通光光程筒，所述通光光程筒的末端設置有測量設備，用于測量所述目標的遠場光學特性數據。

在根據本發明所述的空間目標多維度動態光學特性地面試驗系統中，優選地，所述太陽模擬器包括多路氙燈投影光學系統；每路所述氙燈投影光學系統均包括一個用于產生系統光束的氙燈組和一個對該路系統光束進行均勻化的光學積分器；

所述太陽模擬器設于所述球形容器頂部的燈室中，所述球形容器頂部設有多個窗口鏡，每路所述氙燈投影光學系統中的所述光學積分器均對應一個所述窗口鏡，各路系統光束均透過對應的所述窗口鏡照射于所述球形容器內的目標；

所述太陽模擬器還包括：活動熱沉，可移動的設于所述球形容器內，位于所述窗口鏡下方，可活動地遮擋各個所述窗口鏡，且所述活動熱沉中通入液氮制冷降溫，實現陽光與陰影的快速切換。

在根據本發明所述的空間目標多維度動態光學特性地面試驗系統中，優選地，所述太陽模擬器中，每個所述氙燈組包括多個氙燈單元組件，每個所述氙燈單元組件均包括法蘭盤、進風口、聚光鏡、燈頭和觸發器；其中，所述法蘭盤呈圓盤狀，設有用于散熱的氣孔；所述進風口設于所述法蘭盤后側并與所述氣孔連通；所述聚光鏡為橢球面鏡，呈碗狀，碗口向前，碗底處開設有圓形孔，所述聚光鏡通過聚光鏡固定架設于所述法蘭盤的前側，所述圓形孔與所述氣孔連通；所述燈頭穿過所述聚光鏡的圓形孔設于所述法蘭盤中心，其發光點位于所述聚光鏡第一焦點處；所述觸發器設于所述法蘭盤后側并與所述燈頭連接，用于點亮所述燈頭；