CN109596146A - 一种星敏感器性能外场测试*** - Google Patents

一种星敏感器性能外场测试*** Download PDF

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Abstract

本发明的一种星敏感器性能外场测试***，目的是为了满足星敏感器性能外场测试的需要，包括星敏感器旋转装置和光源***；星敏感器旋转装置包括旋转台支架和旋转台；旋转台支架用于支撑旋转台，该旋转台支架通过旋转台的转轴与旋转台转动配合；旋转台背离旋转台支架的一侧固定有星敏感器；光源***的出射光束入射至星敏感器的遮光罩入光口，且光源***的出射光束的中轴线与旋转台的转轴垂直；星敏感器旋转装置带动星敏感器在背景光入射天顶角的范围内旋转，使得星敏感器的视场始终指向真实星空。本发明提供了满足星敏感器在一定范围内相对于背景光照具有不同测试角度的外场性能测试需求。

Description

一种星敏感器性能外场测试***
技术领域
本发明涉及一种星敏感器性能外场测试的装置，属于星敏感器性能外场测试技术领域。
背景技术
为了检测真实恒星目标与背景环境下的星敏感器性能，其中一种行之有效的方法就是开展外场测试试验。
星敏感器性能外场测试试验相比于星敏感器性能地面测试与验证实验而言，星敏感器在外场测试时其视场始终面向真实天空，保证了恒星目标及天空背景与星敏感器实际工作时保持一致，进而可以更加准确的评定星敏感器的工作性能，为星敏感器的应用及设计提供了充分保障。
发明内容
本发明的目的是为了满足星敏感器性能外场测试的需要，提出了一种星敏感器性能外场测试***。
本发明的一种星敏感器性能外场测试***，包括星敏感器旋转装置和光源***；
星敏感器旋转装置包括旋转台支架和旋转台；
旋转台支架用于支撑旋转台，该旋转台支架通过旋转台的转轴与旋转台转动配合；旋转台背离旋转台支架的一侧固定有星敏感器；
旋转台的转轴与星敏感器的遮光罩入光口共面，且星敏感器的遮光罩入光口的中心点位于旋转台的转轴上；
光源***的出射光束入射至星敏感器的遮光罩入光口，且光源***的出射光束的中轴线与旋转台的转轴垂直；
星敏感器旋转装置带动星敏感器在背景光入射天顶角的范围内旋转，使得星敏感器的视场始终指向真实星空，背景光入射天顶角为星敏感器的镜头光轴与出射光束中轴所夹的锐角，背景光入射天顶角的范围为0°～90°。
本发明的有益效果是：
提供了一种星敏感器性能外场测试***，能满足星敏感器在一定范围内相对于背景光照具有不同测试角度的需求，效率及可靠性高。同时，在测试时，星敏感器的视场始终指向真实星空，避免了背景杂光的二次污染，测试的精度高。
附图说明
图1为本发明的一种星敏感器性能外场测试***的透视结构示意图；
图2为本发明中星敏感器旋转装置与星敏感器配合的侧视图；
图3为本发明中星敏感器旋转装置与星敏感器配合的立体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一
本发明的一种星敏感器性能外场测试***，包括星敏感器旋转装置1和光源***2；
如图2和图3所示，星敏感器旋转装置1包括旋转台支架7和旋转台6；
旋转台支架7用于支撑旋转台6，该旋转台支架7通过旋转台6的转轴与旋转台6转动配合；旋转台6背离旋转台支架7的一侧固定有星敏感器3；旋转台6的转轴与星敏感器3的遮光罩入光口共面，且星敏感器3的遮光罩入光口的中心点位于旋转台6的转轴上；
旋转台6的转轴与星敏感器3的遮光罩入光口共面，且星敏感器3的遮光罩入光口的中心点位于旋转台6的转轴上；
并且，光源***2的出射光束入射至星敏感器3的遮光罩入光口，且光源***2的出射光束的中轴线应当与旋转台6的转轴垂直；
如图1所示，星敏感器旋转装置1带动星敏感器3在背景光入射天顶角的范围内旋转，使得星敏感器3的视场始终指向真实星空，背景光入射天顶角为星敏感器3的镜头光轴与出射光束中轴所夹的锐角，背景光入射天顶角的范围为0°～90°。
星敏感器用于确定卫星姿态，工作的时候需要拍摄真实星空，但同时也要避免太阳光的直接照射，如果太阳直射，星敏感器则无法工作，所以在外场做实验时阳光的入射角度一般取20°～70°，而本***中光源***2的出射光束等效于阳光，则背景光入射天顶角的范围也可以为20°～70°。
星敏感器3作为被测试对象，星敏感器旋转装置1用于调整星敏感器3测试角度，带动星敏感器3在背景光入射天顶角的范围内旋转。通过星敏感器旋转装置1带动星敏感器3旋转，进而对星敏感器3在不同背景光照角度下的工作状态进行检测，具体过程如下。
星敏感器旋转装置1承载星敏感器3，根据预设参数或实验人员的需要驱动调整星敏感器3的初始位置。光源***2的出射光束入射至星敏感器3的遮光罩入光口处，星敏感器3由星敏感器旋转装置1中的旋转台6带动，以星敏感器3的遮光罩入光口的中心点为旋转中心(目的是旋转过程中保持星敏感器3的遮光罩入光口的中心点位置不变，使在背景光入射天顶角范围内，光源***2提供的背景光能够始终入射至星敏感器3的遮光罩入光口)，通过调整星敏感器姿态，从而满足不同测试角度的要求。
上述星敏感器3测试过程中，能够实现背景光照在不同角度(背景光入射天顶角)方向上的调整，在不同测试角度下实现观星数据的采集并将采集的数据进行入库管理。数据采集完成后，可以通过采集的数据对星敏感器3的性能进行分析与评估。
具体实施方式二
本具体实施方式二与具体实施方式一的区别在于，星敏感器旋转装置1还包括平移台5和转接支架4；
如图2和图3所示，平移台5的一端固定于旋转台6背离旋转台支架7的一侧，平移台5的另一端固定有转接支架4，转接支架4的载物面与平移台5的载物面相互垂直；星敏感器3坐落在转接支架4的载物面上。
上述转接支架4用于承载并固定星敏感器3的整机。
具体实施方式三
本具体实施方式三与具体实施方式一或二的区别在于，如图1所示，还包括观星站8，星敏感器旋转装置1、光源***2和星敏感器3均位于观星站8内，观星站8的顶部开设有天窗9，星敏感器3的视场穿过该天窗9。
观星站8内，星敏感器3通过星敏感器旋转装置1设于光学平台10上，光学平台10设于一号底板11上。光源***2设于二号底板12上。
观星站8的屋顶设有具有一定结构形式及大小的天窗9，在对星敏感器3进行测试时，需要将天窗9开启，令真实星空背景透过天窗9并充满星敏感器3的视场。星敏感器旋转装置1承载星敏感器3，根据预设参数或实验人员的需要驱动调整星敏感器3的初始位置。光源***2的出射光束入射至星敏感器3的遮光罩入光口处，星敏感器3由星敏感器旋转装置1中的旋转台6带动，以星敏感器3的遮光罩入光口中心为旋转中心，通过调整星敏感器3姿态，从而满足不同测试角度的要求。
测试过程中，能够实现背景光照在不同角度方向上的调整，在不同测试角度下实现观星数据的采集并将采集的数据进行入库管理。数据采集完成后，可以通过采集的数据对星敏感器3的性能进行分析与评估。
具有观星站8时，天窗9用于在星敏感器3外场性能测试时，令星敏感器3在视场指向真实星空。
上述的天窗9位于观星站8的屋顶，并且天窗9的开口不局限于长方形，只要能够令真实星空充满星敏感器3的视场。天窗9可以采用电控平移单开式，也可以具有一定大小的坡度，便于排水。而且一般测试外场都建立在高寒地区，因此天窗9也应当具有隔热保温功能。
具体实施方式四
本具体实施方式四与具体实施方式三的区别在于，如图1所示，天窗9的一条对角线在观星站8内地面上形成投影线；观星站8内地面平行于地平面；
星敏感器3的遮光罩入光口的中心点距离地面的高度与光源***2的出射光束的中心点距离地面的高度相等；且星敏感器3的遮光罩入光口的中心点的投影和光源***2的出射光束的中心点的投影均落在投影线上。
其中一种实施方式如图1所示，星敏感器3的遮光罩入光口的中心点距离地面的高度与光源***2的出射光束的中心点距离地面的高度相等，并且光源***2的出射光束的中轴与投影线平行的(即光源***2的出射光束的中轴平行于地平面)，此实施例中，背景光入射天顶角的变化可以看做为星敏感器3的镜头光轴与地平面的夹角(锐角)。
具体实施方式五
本具体实施方式五与具体实施方式一、二或四的区别在于，光源***2光源的辐射出射度为1553W/m2，出射光束的发散角为1°。
具体实施方式六
本具体实施方式六与具体实施方式五的区别在于，光源***2为太阳模拟器。
具体实施方式七
本具体实施方式七与具体实施方式四的区别在于，观星站8内壁所构成的空间为长方体，该长方体的长度为6650mm、宽度为5550mm、高度为1850mm；天窗9距离观星站8内地面的高度为2250mm，天窗9的长度为5400mm、宽度为4000mm。如图1所示，天窗9是凸起的。凸起高度为400mm，该凸起高度是天窗9相对于长方体顶部的高度。
如图1所示，天窗9的部分比观星站8的主体部分要高出一截，该高出一截的高度(相对高度)为400mm。
具体实施方式八
本具体实施方式八与具体实施方式一、二、四、六或七的区别在于，星敏感器3的遮光罩入光口的中心点和光源***2的出射光束的中心点距离地面的高度为1350mm。
具体实施方式九
本具体实施方式九与具体实施方式八的区别在于，光源***2的工作距离为3m，该工作距离为光源***2的光源至星敏感器3的遮光罩入光口的直线距离。
具体实施方式十
本具体实施方式十与具体实施方式七或九的区别在于，星敏感器旋转装置1带动星敏感器3绕旋转台6的转轴旋转的角度为25°～45°，该角度为星敏感器3镜头光轴与光源***2出射光束中轴的夹角。
观星站8结构大小为6650mm×5550mm×1850mm；天窗9开口为矩形，其大小为5400mm×4000mm，天窗9的矩形开口的对角线长为6720.12mm；光源***2的工作距离为3m；光源***8光源辐射出射度为1353W/m2，发散角为1°；光源8的光束中心点的距地高度及星敏感器3的遮光罩入光口中心点的距地高度均为1350mm；设星敏感器遮光罩入光口直径取最大值180mm，星敏感器视场取最大角度30°；星敏感器3测试角度范围为25°至45°；天窗8的及其固定组件高度约为400mm。
根据上述各部件的规格，当星敏感器3的测试角度为25°时，且星敏感器3的遮光罩入光口中心点、光源***8的出射光束的中心点在观星站8内地面上的投影均落在天窗***9矩形开口在观星站8地面上投影的对角线上时，星敏感器3的边缘视场迫近天窗9边沿处，不会被观星站8的墙体所阻挡，因此满足使用要求。

Claims (10)

1.一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，包括星敏感器旋转装置(1)和光源***(2)；
星敏感器旋转装置(1)包括旋转台支架(7)和旋转台(6)；
旋转台支架(7)用于支撑旋转台(6)，该旋转台支架(7)通过旋转台(6)的转轴与旋转台(6)转动配合；旋转台(6)背离旋转台支架(7)的一侧固定有星敏感器(3)；旋转台(6)的转轴与星敏感器(3)的遮光罩入光口共面，且星敏感器(3)的遮光罩入光口的中心点位于旋转台(6)的转轴上；
光源***(2)的出射光束入射至星敏感器(3)的遮光罩入光口，且光源***(2)的出射光束的中轴线与旋转台(6)的转轴垂直；
星敏感器旋转装置(1)带动星敏感器(3)在背景光入射天顶角的范围内旋转，使得星敏感器(3)的视场始终指向真实星空，背景光入射天顶角为星敏感器(3)的镜头光轴与出射光束中轴所夹的锐角，背景光入射天顶角的范围为0°～90°。
2.根据权利要求1所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，星敏感器旋转装置(1)还包括平移台(5)和转接支架(4)；
平移台(5)的一端固定于旋转台(6)背离旋转台支架(7)的一侧，平移台(5)的另一端固定有转接支架(4)，转接支架(4)的载物面与平移台(5)的载物面相互垂直；星敏感器(3)坐落在转接支架(4)的载物面上。
3.根据权利要求1或2所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，还包括观星站(8)，星敏感器旋转装置(1)、光源***(2)和星敏感器(3)均位于观星站(8)内，观星站(8)的顶部开设有天窗(9)，星敏感器(3)的视场穿过该天窗(9)。
4.根据权利要求3所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，天窗(9)为矩形；
天窗(9)的一条对角线在观星站(8)内地面上形成投影线；观星站(8)内地面平行于水平面；
星敏感器(3)的遮光罩入光口的中心点距离地面的高度与光源***(2)的出射光束的中心点距离地面的高度相等；且星敏感器(3)的遮光罩入光口的中心点的投影和光源***(2)的出射光束的中心点的投影均落在投影线上。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，光源***(2)光源的辐射出射度为1553W/m2，出射光束的发散角为1°。
6.根据权利要求5所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，光源***(2)为太阳模拟器。
7.根据权利要求4所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，观星站(8)内壁所构成的空间为长方体，该长方体的长度为6650mm、宽度为5550mm、高度为1850mm；
天窗(9)距离观星站(8)内地面高度为2250mm，天窗(9)的长度为5400mm、宽度为4000mm。
8.根据权利要求1、2、4、6或7所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，星敏感器(3)的遮光罩入光口的中心点距离地面的高度和光源***(2)的出射光束的中心点距离地面的高度均为1350mm。
9.根据权利要求8所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，光源***(2)的工作距离为3m，该工作距离为光源***(2)的光源至星敏感器(3)的遮光罩入光口的距离。
10.根据权利要求7或9所述的一种星敏感器性能外场测试***，其特征在于，背景光入射天顶角的范围为25°～45°。
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