[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

一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，包括兩個位移傳感裝置、兩個激光發射裝置、兩個光電接收裝置、數據處理模塊；兩個位移傳感裝置分別用于測量主鏡和次鏡的位移，然后輸出給所述數據處理模塊；兩個激光發射裝置均用于發射激光脈沖；兩個光電接收裝置分別用于接收兩個激光發射裝置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；兩個激光發射裝置和兩個光電接收裝置位于同一平面內；數據處理模塊用于根據所述主鏡的位移、次鏡的位移、光斑的數字圖像獲得主鏡和次鏡的相對位置和姿態變化。本發明結構簡單、安裝方便，適用于空間相機在軌光機穩定性監測和成像質量分析，屬于在軌像質監測和智能調整領域。

技術領域

本發明涉及一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，屬于在軌像質監測和智能調整領域。

背景技術

以同軸反射式光學系統為基礎構建的空間遙感相機，相對其他形式的相機有著對稱性好、轉動慣量小等優勢，得到國內外廣泛應用。然而同軸相機的主次鏡姿態通常較為敏感，主鏡和次鏡的相對自由度變化均會帶來較大的成像質量影響。

隨著空間相機在軌健康監測的需求發展，要求能夠遙測獲取影響成像質量的主次鏡相對姿態變化這一關鍵信息，為精準解析在軌成像質量，改進后續相應光機熱形式提供依據。

此外隨著次鏡六自由度調整機構的研究深入和空間應用，要求為次鏡精準調節實時提供輸入信息。現有在軌調節多為單自由度調焦機構，依靠對地多次拍攝結合圖像確定調節量，耗時長，且無法提供多自由度調節的輸入信息。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，包括兩個位移傳感裝置、兩個激光發射裝置、兩個光電接收裝置、數據處理模塊；兩個位移傳感裝置分別用于測量主鏡和次鏡的位移，然后輸出給所述數據處理模塊；兩個激光發射裝置均用于發射激光脈沖；兩個光電接收裝置分別用于接收兩個激光發射裝置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；兩個激光發射裝置和兩個光電接收裝置位于同一平面內；數據處理模塊用于根據所述主鏡的位移、次鏡的位移、光斑的數字圖像獲得主鏡和次鏡的相對位置和姿態變化。本發明結構簡單、安裝方便，適用于空間相機在軌光機穩定性監測和成像質量分析。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

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

所述兩個位移傳感裝置分別安裝于主鏡上和次鏡上，分別用于測量主鏡和次鏡的位移，然后輸出給所述數據處理模塊；

所述兩個激光發射裝置均安裝于次鏡上，均用于發射激光脈沖；

所述兩個光電接收裝置均安裝于主鏡上，并分別用于接收兩個激光發射裝置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和兩個光電接收裝置位于同一平面內；

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

上述同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，所述兩個位移傳感裝置分別安裝于主鏡背面和次鏡背面。

上述同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，所述兩個激光發射裝置分別安裝于次鏡的直徑的兩端，所述兩個光電接收裝置分別安裝于主鏡的直徑的兩端。

上述同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，所述光電接收裝置均為面陣探測器。

上述同軸相機主次鏡在軌姿態測量系統，所述數據處理模塊獲得主鏡和次鏡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：