[發明專利]一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統

有效

• 申請號: 201910616490.0
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110411713B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 吳俊;姜宏佳;邸晶晶;竇蓮英;李玲;孫德偉;李瀛搏;孫世君
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01M11/02;G01M11/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

1.一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，其特征在于，包括兩個位移傳感裝置(1)、兩個激光發射裝置(2)、兩個光電接收裝置(3)、數據處理模塊；

所述兩個位移傳感裝置(1)分別安裝于主鏡(4)上和次鏡(5)上，分別用于測量主鏡(4)和次鏡(5)的位移，然后輸出給所述數據處理模塊；

所述兩個激光發射裝置(2)均安裝于次鏡(5)上，均用于發射激光脈沖；

所述兩個光電接收裝置(3)均安裝于主鏡(4)上，并分別用于接收兩個激光發射裝置(2)發射的激光脈沖信號，然后輸出光斑的數字圖像給所述數據處理模塊；所述兩個激光發射裝置(2)和兩個光電接收裝置(3)位于同一平面內；

所述數據處理模塊用于根據所述主鏡(4)的位移、次鏡(5)的位移、光斑的數字圖像獲得主鏡(4)和次鏡(5)的相對位置和姿態變化。

2.根據權利要求1所述的一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，其特征在于，所述兩個位移傳感裝置(1)分別安裝于主鏡(4)背面和次鏡(5)背面。

3.根據權利要求1所述的一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，其特征在于，所述兩個激光發射裝置(2)分別安裝于次鏡(5)的直徑的兩端，所述兩個光電接收裝置(3)分別安裝于主鏡(4)的直徑的兩端。

4.根據權利要求1所述的一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，其特征在于，所述光電接收裝置(3)均為面陣探測器。

5.根據權利要求1所述的一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，其特征在于，所述數據處理模塊獲得主鏡(4)和次鏡(5)的相對位置變化包括主次鏡沿光軸軸向相對平移和主次鏡沿光軸徑向相對平移；所述主次鏡沿光軸軸向相對平移為：

式中，ΔH為主次鏡鏡間距變化量，y₁₁為第一光斑的數字圖像沿Y軸位移量，y₀₁為第一光斑的數字圖像的Y軸坐標，y₂₂為第二光斑的數字圖像沿Y軸位移量，y₀₂為第二光斑的數字圖像的Y軸坐標，u為光電接收裝置(3)的像元尺寸，H為激光光束后方交會點至光電接收裝置(3)的距離，L為兩個光電接收裝置(3)的中心之間的距離；

所述主次鏡沿光軸徑向相對平移為：

兩個位移傳感裝置(1)測量到的主鏡(4)和次鏡(5)在X軸方向位移的差值，和兩個位移傳感裝置(1)測量到的主鏡(4)和次鏡(5)在Y軸方向位移的差值。

6.根據權利要求1所述的一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，其特征在于，所述次鏡(5)能夠六自由度調整姿態。