CN104596541A - 一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,它包括五轴转台、安装法兰、轴式通道切换平台、光学投影***、合束器、模拟面板、液晶星图场景模拟器以及控制单元;本发明在保持对星图和目标进行空间位置和能量变化进行动态的较为真实的模拟优点的同时,减轻了整机的重量,结构紧凑,目标及多天区定位星图模拟器的切换速度快。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学仿真模拟器,尤其涉及一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器。
背景技术
在一些导航寻的飞行过程中,寻的飞行器需要进行星光修正;为了给寻的飞行器提供一个较为完整的飞行过程仿真环境,仿真***需要提供用于星光修正的导航星模拟和用于末制导的目标模拟。
以往的仿真***中,是采用轮式切换型目标及多天区定位星图模拟器,虽然可以实现目标、导航星的位置和亮度的较为真实的模拟,但是由于轮式切换平台负载较大,因此切换速度慢,同时由于转动部件负载较大,导致为了使整个***结构稳定可靠,增加了支撑结构的体积和重量,导致整个目标及多天区定位星图模拟器的体积和重量较大,从而给飞行转台带来较大的压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,其在保持对星图和目标进行空间位置和能量变化进行动态的较为真实的模拟优点的同时,减轻了整机的重量,结构紧凑,目标及多天区定位星图模拟器的切换速度快。
为解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案:一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,它包括五轴转台、安装法兰、轴式通道切换平台、光学投影***、合束器、模拟面板、液晶星图场景模拟器以及控制单元;
所述轴式通道切换平台包括轴式通道切换平台旋转轴定子以及带有电机的轴式通道切换平台转子;
所述安装法兰为中空法兰,五轴转台和轴式通道切换平台旋转轴定子通过安装法兰连接固定;
光学投影***安装在安装法兰中心,并与安装法兰内壁固连;
模拟面板包括星图模拟面板A、星图模拟面板B和目标模拟面板;
轴式通道切换平台旋转轴定子为中空的方柱型结构,方柱的轴心与光学投影***的轴心重合,轴式通道切换平台旋转轴定子内侧壁上以90°间隔依次设置有星图模拟通道A、星图模拟通道B和星图场景模拟通道,星图模拟面板A、星图模拟面板B和液晶星图场景模拟器依次分别固定于相应通道处,三个通道的光轴处于一个平面内且所在平面与光学投影***的光轴相垂直;轴式通道切换平台旋转轴定子远离光学投影***的端面上设置有目标模拟通道,目标模拟面板固定于该目标模拟通道处,且目标模拟面板与光学投影***的入射光轴同轴;所述光学投影***的入射方向沿入射光轴安装有轴式通道切换平台转子,该轴式通道切换平台转子同轴设置于轴式通道切换平台旋转轴定子内;轴式通道切换平台转子为管状体,其通过设置于轴式通道切换平台旋转轴定子外的电机带动,使其可绕轴式通道切换平台旋转轴定子的轴心旋转,在轴式通道切换平台旋转轴定子的光轴与三个模拟通道的光轴相交的位置安装有合束器,合束器固定于轴式通道切换平台旋转轴定子内,合束器的法线与光学投影***的光轴成45°角,在轴式通道切换平台转子转动时可以依次将三个通道入射的光路反射进入光学投影***并沿光轴射出,使得目标及多天区定位星图可以实现快速切换;
控制单元分别通过传输光纤与星图模拟面板A、星图模拟面板B、目标模拟面板相连接;控制单元分别通过数据线与液晶星图场景模拟器、以及轴式通道切换平台连接。
在星图模拟通道A内的光学投影***焦平面位置处安装星图模拟面板A,在星图模拟通道B内的光学投影***焦平面位置处安装星图模拟面板B,在目标模拟通道内的光学投影***焦平面位置处安装目标模拟面板,在星图场景模拟通道内的光学投影***焦平面位置处安装液晶星图场景模拟器;星图模拟面板A为一个不透光的平板,板上相应位置分布M个光纤安装孔,星图模拟面板B为一个不透光的平板,板上相应位置分布N个光纤安装孔,目标模拟面板为一个不透光的平板,中心位置紧密布置成3×3传输光纤,形成可控大小和亮度的目标;液晶星图场景模拟器为一块小型的1024×768分辨率的液晶显示装置,通过液晶对3×3像素以上的面目标以及不需要进行精确能量模拟的星空背景进行模拟。
控制单元中包括光源组和两个电路输出端,该光源组由27部可单独控制的光源组成,放置在地面上,分别给星图模拟面板A、星图模拟面板B和目标模拟面板提供光源;每一部可调光源产生的点光源,由一根传输光纤送到轴式通道切换平台内的星图模拟面板A、星图模拟面板B或目标模拟面板上;其中的9根传输光纤每一根的一端与光源连接,每一根的另一端与目标模拟面板连接组成3×3像元的面阵,进行点目标模拟和不超过3×3像素斑点目标模拟,另外18根传输光纤,根据实验所需的星图选出相应数量的传输光纤分别与星图模拟面板A和星图模拟面板B连接,进行定位星图模拟;控制单元的一个电路输出端通过数据线与光源组的电路输入端相连,控制光源的开关以及亮度变化,另一个控制单元电路输出端通过数据线分别与轴式通道切换平台的电路输入端以及星图场景模拟器的电路输入端相连接,通过这两路电路控制光源的亮度以及各通道的切换。
工作原理
控制单元加电给光源组发出开机指令后,光源开始工作,等光源亮度稳定后,控制单元发出对亮度的控制指令,将星图场景模拟器的星图上每颗星的亮度调到与实际星的亮度相同,在仿真实验过程中,根据仿真计算机发来的控制指令,切换星图模拟面板A通道,星图模拟面板B通道和星图场景模拟通道,在进行目标模拟时,根据仿真过程中仿真计算机实时产生的与寻的器和目标之间相对位置相关的指令,对五轴转台进行空间位置控制,模拟寻的器与目标之间的相对角位置信息,根据仿真过程中仿真计算机实时产生的与寻的器和目标之间距离相关的指令,对3×3的光纤点阵进行开关状态和亮度控制,实现目标大小和亮度的控制,以实现对目标由远及近的过程,尤其是这个过程中能量与距离的对应关系进行比较真实的模拟。
本发明,因为采用星图模拟板的形式,可以加工成30mm×30mm的量级,整机尺寸也可以控制在40cm×40cm×80cm的范围内,结构紧凑,其适用与转台安装,可以对星图和目标进行空间位置和能量变化进行动态的较为真实的模拟。
附图说明
图1示出本发明组成结构示意图;
图2示出本发明轴式通道切换平台布局结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1-图2所示,一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,它包括五轴转台1、安装法兰2、轴式通道切换平台3、光学投影***4、合束器5、模拟面板6、液晶星图场景模拟器7以及控制单元8;
所述轴式通道切换平台3包括轴式通道切换平台旋转轴定子31以及带有电机321的轴式通道切换平台转子32;
所述安装法兰2为中空法兰,五轴转台1和轴式通道切换平台旋转轴定子31通过安装法兰2连接固定;
光学投影***4安装在安装法兰2中心,并与安装法兰2内壁固连;
模拟面板6包括星图模拟面板A61、星图模拟面板B62和目标模拟面板63;
轴式通道切换平台旋转轴定子31为中空的方柱型结构,方柱的轴心与光学投影***4的轴心重合,轴式通道切换平台旋转轴定子31内侧壁上以90°间隔依次设置有星图模拟通道A311、星图模拟通道B312和星图场景模拟通道313,星图模拟面板A61、星图模拟面板B62和液晶星图场景模拟器7依次分别固定于相应通道处,三个通道的光轴处于一个平面内且所在平面与光学投影***4的光轴相垂直;轴式通道切换平台旋转轴定子31远离光学投影***4的端面上设置有目标模拟通道314,目标模拟面板63固定于该目标模拟通道314处,且目标模拟面板63与光学投影***4的入射光轴同轴;所述光学投影***4的入射方向沿入射光轴安装有轴式通道切换平台转子32,该轴式通道切换平台转子32同轴设置于轴式通道切换平台旋转轴定子31内;轴式通道切换平台转子32为管状体,其通过设置于轴式通道切换平台旋转轴定子31外的电机321带动,使其可绕轴式通道切换平台旋转轴定子31的轴心旋转,在轴式通道切换平台旋转轴定子31的光轴与三个模拟通道311、312、313的光轴相交的位置安装有合束器5,合束器5固定于轴式通道切换平台旋转轴定子31内,合束器5的法线与光学投影***4的光轴成45°角;控制单元8分别通过传输光纤与星图模拟面板A61、星图模拟面板B62、目标模拟面板63相连接;控制单元8分别通过数据线与液晶星图场景模拟器7、以及轴式通道切换平台3连接。
在星图模拟通道A311内的光学投影***焦平面位置处安装星图模拟面板A61,在星图模拟通道B312内的光学投影***焦平面位置处安装星图模拟面板B62,在目标模拟通道314内的光学投影***焦平面位置处安装目标模拟面板63,在星图场景模拟通道313内的光学投影***焦平面位置处安装液晶星图场景模拟器7;星图模拟面板A61为一个不透光的平板,板上相应位置分布9个光纤安装孔,星图模拟面板B62为一个不透光的平板,板上相应位置分布9个光纤安装孔,目标模拟面板63为一个不透光的平板,中心位置紧密布置成3×3传输光纤,形成可控大小和亮度的目标;液晶星图场景模拟器为一块小型的1024×768分辨率的液晶显示装置,通过液晶对3×3像素以上的面目标以及不需要进行精确能量模拟的星空背景进行模拟。
控制单元8中包括光源组81和两个电路输出端82,该光源组81由27部可单独控制的光源组成,放置在地面上,分别给星图模拟面板A61、星图模拟面板B62和目标模拟面板63提供光源;每一部可调光源产生的点光源,由一根传输光纤送到轴式通道切换平台3内的星图模拟面板A61、星图模拟面板B62或目标模拟面板63上;其中的9根传输光纤每一根的一端与光源连接,每一根的另一端与目标模拟面板63连接组成3×3像元的面阵,进行点目标模拟和不超过3×3像素斑点目标模拟,另外18根传输光纤,根据实验所需的星图选出9根传输光纤与星图模拟面板A61连接,剩余的9根传输光纤与星图模拟面板B62连接,进行定位星图模拟;控制单元8的一个电路输出端82通过数据线与光源组81的电路输入端相连控制光源的开关以及亮度变化,另一个控制单元电路输出端82通过数据线分别与轴式通道切换平台3的电路输入端以及星图场景模拟器7的电路输入端相连接。通过这两路电路控制光源的亮度以及各通道的切换。
实施例2
一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,其与实施例1不同之处在于,星图模拟面板A61为一个不透光的平板,板上相应位置分布3个光纤安装孔,星图模拟面板B62为一个不透光的平板,板上相应位置分布3个光纤安装孔。
控制单元8中包括光源组81和两个电路输出端82,该光源组81由27部可单独控制的光源组成,放置在地面上,本实施例中只使用其中15部可单独控制的光源分别给星图模拟面板A61、星图模拟面板B62和目标模拟面板63提供光源;其中的9根传输光纤每一根的一端与光源连接,每一根的另一端与目标模拟面板63连接,进行点和斑点目标模拟,另外6根传输光纤,根据星图选出3根传输光纤与星图模拟面板A61连接,剩余的3根传输光纤与星图模拟面板B62连接,进行定位星图模拟。
如上所述,本发明一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,所述的实施例及图,只是本发明较好的实施效果,并不是只局限于本发明,凡是与本发明的结构、特征等近似、雷同者,均应属于本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,其特征在于:它包括五轴转台(1)、安装法兰(2)、轴式通道切换平台(3)、光学投影***(4)、合束器(5)、模拟面板(6)、液晶星图场景模拟器(7)以及控制单元(8);
所述轴式通道切换平台(3)包括轴式通道切换平台旋转轴定子(31)以及带有电机(321)的轴式通道切换平台转子(32);
所述安装法兰(2)为中空法兰,五轴转台(1)和轴式通道切换平台旋转轴定子(31)通过安装法兰(2)连接固定;
光学投影***(4)安装在安装法兰(2)中心,并与安装法兰(2)内壁固连;
模拟面板(6)包括星图模拟面板A(61)、星图模拟面板B(62)和目标模拟面板(63);
轴式通道切换平台旋转轴定子(31)为中空的方柱型结构,方柱的轴心与光学投影***(4)的轴心重合,轴式通道切换平台旋转轴定子(31)内侧壁上以90°间隔依次设置有星图模拟通道A(311)、星图模拟通道B(312)和星图场景模拟通道(313),星图模拟面板A(61)、星图模拟面板B(62)和液晶星图场景模拟器(7)依次分别固定于相应通道处,三个通道的光轴处于一个平面内且所在平面与光学投影***(4)的光轴相垂直;轴式通道切换平台旋转轴定子(31)远离光学投影***(4)的端面上设置有目标模拟通道(314),目标模拟面板(63)固定于该目标模拟通道(314)处,且目标模拟面板(63)与光学投影***(4)的入射光轴同轴;所述光学投影***(4)的入射方向沿入射光轴安装有轴式通道切换平台转子(32),该轴式通道切换平台转子(32)同轴设置于轴式通道切换平台旋转轴定子(31)内;轴式通道切换平台转子(32)为管状体,其通过设置于轴式通道切换平台旋转轴定子(31)外的电机(321)带动,使其可绕轴式通道切换平台旋转轴定子(31)的轴心旋转,在轴式通道切换平台旋转轴定子(31)的光轴与三个模拟通道(311)、(312)、(313)的光轴相交的位置安装有合束器(5),合束器(5)固定于轴式通道切换平台旋转轴定子(31)内,合束器(5)的法线与光学投影***(4)的光轴成45°角;
控制单元(8)分别通过传输光纤与星图模拟面板A(61)、星图模拟面板B(62)、目标模拟面板(63)相连接;控制单元(8)分别通过数据线与液晶星图场景模拟器(7)、以及轴式通道切换平台(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,其特征在于:在星图模拟通道A(311)内的光学投影***焦平面位置处安装星图模拟面板A(61),在星图模拟通道B(312)内的光学投影***焦平面位置处安装星图模拟面板B(62),在目标模拟通道(314)内的光学投影***焦平面位置处安装目标模拟面板(63),在星图场景模拟通道(313)内的光学投影***焦平面位置处安装液晶星图场景模拟器(7);星图模拟面板A(61)为一个不透光的平板,板上相应位置分布M个光纤安装孔,星图模拟面板B(62)为一个不透光的平板,板上相应位置分布N个光纤安装孔,目标模拟面板(63)为一个不透光的平板,中心位置用9根传输光纤紧密布置成3×3像元的面阵,形成可控大小和亮度的目标;液晶星图场景模拟器(7)为一块小型的1024×768分辨率的液晶显示装置,通过液晶对3×3像素以上的面目标以及不需要进行精确能量模拟的星空背景进行模拟。
3.根据权利要求1所述的一种轴式切换型目标及多天区定位星图模拟器,其特征在于:控制单元(8)中包括光源组(81)和两个电路输出端(82),该光源组(81)由27部可单独控制的光源组成,放置在地面上,分别给星图模拟面板A(61)、星图模拟面板B(62)和目标模拟面板(63)提供光源;每一部可调光源产生的点光源,由一根传输光纤送到轴式通道切换平台(3)内的星图模拟面板A(61)、星图模拟面板B(62)或目标模拟面板(63)上;其中的9根传输光纤每一根的一端与光源连接,每一根的另一端与目标模拟面板(63)连接组成3×3像元的面阵,进行点目标模拟和不超过3×3像素斑点目标模拟,另外18根传输光纤,根据实验所需的星图选出相应数量的传输光纤分别与星图模拟面板A(61)和星图模拟面板B(62)连接,进行定位星图模拟;控制单元(8)的一个电路输出端(82)通过数据线与光源组(81)的电路输入端相连,控制光源的开关以及亮度变化;另一个控制单元电路输出端(82)通过数据线分别与轴式通道切换平台(3)的电路输入端以及星图场景模拟器(7)的电路输入端相连接,通过这两路电路控制光源的亮度以及各通道的切换。
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