标定型星模拟器设计与关键参数测试 被引量：7

1

作者 陈启梦 张国玉 +1 位作者 王哲 赵梓朝 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2017年第4期41-44,共4页

为了完成高精度星敏感器关键参数的地面标定,研制单星指向误差优于3″、星间角距误差优于5″的标定型星模拟器。根据标定型星模拟器的工作原理,设计高精度的准直光学系统,从设计结果分析,光学系统有效视场为37°,全视场角内准直光... 为了完成高精度星敏感器关键参数的地面标定,研制单星指向误差优于3″、星间角距误差优于5″的标定型星模拟器。根据标定型星模拟器的工作原理,设计高精度的准直光学系统,从设计结果分析,光学系统有效视场为37°,全视场角内准直光学系统相对畸变≤0.1%,MTF达到衍射极限,可以实现对星点位置的准确模拟。提出单星指向、星间角距等关键参数的误差计算方法并进行测试,实验结果表明:设计的标定型星模拟器的成像精度符合设计指标要求,整个设备可以满足高精度星敏感器地面测试的使用需要。 展开更多

关键词 星模拟器 单星指向 星间角距 光学设计 误差计算

下载PDF 职称材料

高精度大视场多星模拟器设计与验证 被引量：6

2

作者 许洪刚 韩冰 +3 位作者 李曼丽 马洪涛 张鹏宇 鞠德晗 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1343-1351,共9页

在星敏感器高精度的地面精确标定任务中,为满足其对高精度大视场多星模拟器的需求,研制了可实现20°×40°视场内65颗恒星位置、星等精确模拟的高精度星模拟器。文章从星模拟器原理出发,基于星模拟器空间坐标系转换设计了... 在星敏感器高精度的地面精确标定任务中,为满足其对高精度大视场多星模拟器的需求,研制了可实现20°×40°视场内65颗恒星位置、星等精确模拟的高精度星模拟器。文章从星模拟器原理出发,基于星模拟器空间坐标系转换设计了模拟星支架,通过分析影响模拟星指向的误差,采用“主次镜一体式安装”、“全铝式模拟星系统”、“星孔位置补偿”等关键技术,设计高精度模拟星系统;建立各模拟星在o-x′y′z′坐标系中的空间位置模型,推导出各模拟星俯仰偏摆角度、单星指向及星间角距数学模型,并计算出单星指向理论误差及星角距理论误差,作为装调及试验的理论基础。试验结果显示,所有模拟星单星指向误差均优于1.914″,任意两模拟星角距误差优于4.3″;设计的高精度大视场多星模拟器精度满足要求,解决了新型星敏感器对高精度大视场多星模拟器的需求,可以作为高精度星敏感器地面性能标定的重要设备。 展开更多

关键词 星模拟器 高精度 大视场 全铝式 单星指向 星间角距

下载PDF 职称材料

高精度静态星模拟器光学系统设计 被引量：5

3

作者 刘欢 王春艳 +1 位作者 庞广宁 杨帆 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2018年第1期26-29,共4页

为了实现对高精度星敏感器的地面测试,设计了一种高精度的静态星模拟器,要求星模拟器星间角距精度优于20″。采用激光直写技术刻划星点分划板,刻划精度优于1μm。结合系统的技术指标,通过ZEMAX软件设计了具有良好成像质量的准直光学系... 为了实现对高精度星敏感器的地面测试,设计了一种高精度的静态星模拟器,要求星模拟器星间角距精度优于20″。采用激光直写技术刻划星点分划板,刻划精度优于1μm。结合系统的技术指标,通过ZEMAX软件设计了具有良好成像质量的准直光学系统。设计的准直光学系统有效通光口径为80mm,系统焦距为500mm,光谱范围为480~900nm,全视场9.2°内畸变小于0.02%,MTF接近衍射极限。提出用经纬仪对系统进行实际检测的方法,以及理论星间角距和实际星间角距的计算公式。 展开更多

关键词 光学设计 星模拟器 星间角距

下载PDF 职称材料

长出瞳距动态星模拟器投影光学系统设计 被引量：4

4

作者 张奇 徐熙平 +1 位作者 潘越 胡莫同 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2021年第6期13-18,共6页

星模拟器可仿真生成星场图像,是星敏感器的重要地面标定设备。为满足半实物仿真测试需求,星模拟器需要安装于五轴运动转台上,为保其出瞳与待检设备入瞳衔接,利用ZEMAX软件设计并优化了具有超长出瞳距的投影镜头,其设计结果为:出瞳距1250... 星模拟器可仿真生成星场图像,是星敏感器的重要地面标定设备。为满足半实物仿真测试需求,星模拟器需要安装于五轴运动转台上,为保其出瞳与待检设备入瞳衔接,利用ZEMAX软件设计并优化了具有超长出瞳距的投影镜头,其设计结果为:出瞳距1250 mm,焦距300.85 mm。投影系统的序列光线追迹结果表明:畸变小于1%,各视场53 lp/mm处的MTF值优于0.4903,接近衍射极限曲线。最后对星模拟器的星间角距误差进行计算和实验验证,计算结果表明,长出瞳距动态星模拟器的理论误差精度为8″;利用徕卡经纬仪6100A对星模拟器进行实际测试,结果表明星间角距误差优于13″,满足动态星模拟器的技术指标要求。 展开更多

关键词 星敏感器 动态星模拟器 投影系统 像质评价 星间角距

下载PDF 职称材料

利用恒星与低轨卫星同时成像实现地面定位的算法

5

作者 朱容蔚 詹银虎 李广云 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1278-1287,共10页

天文定位技术抗干扰性强,隐蔽性好,误差不随时间积累,在陆基、海基、空天基平台上应用广泛。近些年,低轨巨星座技术迅猛发展,为导航技术的发展提供了契机。本文提出了一种基于低轨卫星光学观测的定位算法,以星间角距作为基本观测量,详... 天文定位技术抗干扰性强,隐蔽性好,误差不随时间积累,在陆基、海基、空天基平台上应用广泛。近些年,低轨巨星座技术迅猛发展,为导航技术的发展提供了契机。本文提出了一种基于低轨卫星光学观测的定位算法,以星间角距作为基本观测量,详细推导了定位模型,分析了影响定位精度的主要误差源,给出了误差传播公式。基于星链星座的仿真试验表明,本文算法平均定位精度可达30.5 m,其中北向、东向、天向平均定位精度分别为4.3、6.3、29.5 m。本文算法不仅保留了传统天文定位技术的优点,而且无须水平基准,为小型化、快速化和自动化天文导航装备的研制提供了一种思路,具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 天文定位 低轨卫星 星间角距 精度分析

下载PDF 职称材料

一种静态星模拟器的设计与星点位置修正方法 被引量：3

6

作者 孙高飞 张国玉 +3 位作者 姜会林 杨孟飞 王大轶 郝云彩 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2011年第9期67-71,共5页

为了实现对高精度星敏感器的地面标定,设计了一种大视场静态星模拟器,其星间角距精度要求优于20″。采用星点分划板作为核心显示器件来模拟星图,通过设计大视场小畸变光学系统使模拟星图成平行光出射,在星敏感器入瞳位置产生星图。为保... 为了实现对高精度星敏感器的地面标定,设计了一种大视场静态星模拟器,其星间角距精度要求优于20″。采用星点分划板作为核心显示器件来模拟星图,通过设计大视场小畸变光学系统使模拟星图成平行光出射,在星敏感器入瞳位置产生星图。为保证星点板的星图模拟精度,提出了一种星点位置的修正方法。实验结果表明,经过星点位置修正后的静态星模拟器可以给出星间角距精度优于12″的模拟星图,该模拟器可用于高精度星敏感器的地面标定。 展开更多

关键词 静态星模拟器 星敏感器 星间角距 标定

原文传递

多视场星敏感器结构参数标定方法 被引量：2

7

作者 孙利 江洁 +1 位作者 李健 吉飞龙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1532-1538,共7页

提出一种基于星间角距不变原理的多视场(FOV)星敏感器结构参数标定方法.这种方法以欧拉角表征多视场星敏感器各个子视场之间的旋转关系,利用识别得到的各个视场星点的坐标信息和赤经赤纬信息,计算出多对星光矢量来建立标定模型和目标函... 提出一种基于星间角距不变原理的多视场(FOV)星敏感器结构参数标定方法.这种方法以欧拉角表征多视场星敏感器各个子视场之间的旋转关系,利用识别得到的各个视场星点的坐标信息和赤经赤纬信息,计算出多对星光矢量来建立标定模型和目标函数,然后使用L-M算法优化目标函数并解算出各个子视场之间的结构参数.此方法不需要外部姿态测量仪器辅助,可用于在轨和地面标定.在全天球随机抽取多个姿态生成多视场的仿真星图用于标定,并采用星内角统计偏差作为结构参数标定精度的评价指标.这种方法能够准确求解多视场星敏感器的结构参数.星内角统计偏差的平均值在星点位置噪声标准差为0.1像素的仿真试验中为1.3″,在外场观星的实际试验中为6.4″. 展开更多

关键词 星间角距 结构参数 标定 星内角统计偏差 姿态测量

下载PDF 职称材料

基于像差影响的星间角距修正方法 被引量：1

8

作者 张凯胜 苏秀琴 刘凯 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期179-192,共14页

为了有效地提高星模拟器的精度,针对经典星间角距数学公式没有考虑光学系统像差影响的问题,提出了一种基于像差影响的星间角距修正方法,建立了相关的数学模型并推导了相应的数学公式。并以球幕投影的星模拟器平台为例进行分析和实验测试... 为了有效地提高星模拟器的精度,针对经典星间角距数学公式没有考虑光学系统像差影响的问题,提出了一种基于像差影响的星间角距修正方法,建立了相关的数学模型并推导了相应的数学公式。并以球幕投影的星模拟器平台为例进行分析和实验测试,结合所建立的星间角距数学模型,对各星点的方位角和俯仰角进行曲线拟合,得到像差影响的星点位置误差拟合曲线,从而完成星间角距修正。实验结果表明,修正前星间角距误差为27.56″,修正后星间角距误差为16.96″,相对于修正前减小了10.60″。本文方法为有效提高星模拟器的仿真精度提供了理论基础。 展开更多

关键词 像差 星间角距 数学模型 曲线拟合 修正

下载PDF 职称材料

星敏感器高阶畸变的观星标定模型(英文) 被引量：1

9

作者 王芳 刘海波 王振国 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期84-89,共6页

由于恒星具有很高的姿态精度,使得观星标定成为星敏感器相机参数标定中不可缺少的一种方法.针对高阶非线性畸变情况下的星敏感器相机参数标定问题进行研究,基于星间距的不变性建立了一个两步标定模型.设计了一个紧致的递归均值滤波器来... 由于恒星具有很高的姿态精度,使得观星标定成为星敏感器相机参数标定中不可缺少的一种方法.针对高阶非线性畸变情况下的星敏感器相机参数标定问题进行研究,基于星间距的不变性建立了一个两步标定模型.设计了一个紧致的递归均值滤波器来进行参数估计,该滤波器可以在不显著增加计算量的情况下提高参数估计的精度.实验结果表明,相比已有方法,所提出的方法能够实现更高精度的星敏感器相机标定. 展开更多

关键词 星敏感器 标定 高阶畸变 星间角 递归滤波

下载PDF 职称材料

恒星地球模拟器的光学系统设计与精度模拟分析研究 被引量：1

10

作者 孙高飞 张国玉 +2 位作者 刘石 王凌云 高玉军 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期641-646,共6页

为实现对敏感器的地面标定与精度测试,需研制一套恒星地球模拟器,要求其星间角距模拟精度优于10″,地球张角模拟精度优于0.05°.通过设计高精度准直光学系统与高精度紫外准直光学系统,实现了对星点位置与地球图像的无穷远距离模拟;... 为实现对敏感器的地面标定与精度测试,需研制一套恒星地球模拟器,要求其星间角距模拟精度优于10″,地球张角模拟精度优于0.05°.通过设计高精度准直光学系统与高精度紫外准直光学系统,实现了对星点位置与地球图像的无穷远距离模拟;提出了星点位置模拟误差修正方法与地球图形模拟误差修正方法,提高星间角距和地球张角的模拟精度.实测星间角距与地球张角模拟结果表明,该模拟器的星间角距模拟精度优于10″,地球张角模拟精度优于0.02°. 展开更多

关键词 恒星地球模拟器 光学系统 星间角距 地球张角

下载PDF 职称材料

基于LCOS拼接的高精度高动态星模拟器设计 被引量：6

11

作者 孟遥 张国玉 +1 位作者 刘石 孙高飞 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期621-626,共6页

为了满足基于硅基液晶(LCOS)拼接的动态星模拟高精度与高动态的要求,对传统的拼接方法及修正方法进行了提升与优化。提出了将拼接系统的一块偏振分光棱镜(PBS)拆分为三块PBS的方法进行光学拼接。针对新的拼接结构,设计了长出瞳距,低畸... 为了满足基于硅基液晶(LCOS)拼接的动态星模拟高精度与高动态的要求,对传统的拼接方法及修正方法进行了提升与优化。提出了将拼接系统的一块偏振分光棱镜(PBS)拆分为三块PBS的方法进行光学拼接。针对新的拼接结构,设计了长出瞳距,低畸变、消色差目镜系统,并进行了像质评价。重点阐述了像差对动态星模拟器星点位置的影响,详细论述了一种基于星模拟器光学系统位置像差的修正方法。结果表明:光学系统在12°×12°的视场范围内,相对畸变小于0.035%,且在奈奎斯特频率为v=60lp/mm时,全视场的MTF不小于0.8。新的拼接结构提高了两片LCOS显示对比度的一致性,加强了动态星模拟器在星敏感器动态测试中的可识别率。新的修正方法提高了星图的显示精度,经测试其星间角距误差小于7″,符合设计要求。 展开更多

关键词 LCOS拼接结构 星间角距误差修正方法 光学设计

下载PDF 职称材料

基于μLED发光技术的新型星模拟器设计 被引量：5

12

作者 孙向阳 付跃刚 +1 位作者 李杰 段洁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期81-86,共6页

针对常规星模拟器存在的模拟参数少、精度低和模拟技术难度大等具体问题,将μLED发光技术引入到星模拟器的设计中,提出一种基于μLED发光技术的新型星模拟器研制方法。结合星模拟器准直光学系统设计结果,详细设计了整体机械结构,以确保... 针对常规星模拟器存在的模拟参数少、精度低和模拟技术难度大等具体问题,将μLED发光技术引入到星模拟器的设计中,提出一种基于μLED发光技术的新型星模拟器研制方法。结合星模拟器准直光学系统设计结果,详细设计了整体机械结构,以确保其具有在仿真环境下,最大程度弱化温变、振动等外界因素的特性。重点研究星点位置精度和星点发光亮度的控制技术,并对星点圆度、星点发光均匀度以及星点光谱控制技术进行具体分析。分析与测试结果均表明,所设计的星模拟器具有星间角距精度小于3″,多种5个连续星等模拟,同时满足星点圆度、发光均匀度以及发光光谱的多参数模拟性能。所提出的设计方法也为更高级别的星模拟器研制提供一种可行的技术方案。 展开更多

关键词 星模拟器 光学设计 μLED 星间角距精度 星等

下载PDF 职称材料