动态lcos拼接式星模拟器及星敏感器地面标定装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种动态LCOS拼接式星模拟器及星敏感器地面标定装置，包括星图显示系统、照明系统和光学系统。星图显示系统包括LCOSⅠ和LCOSⅡ，LCOSⅠ和LCOSⅡ采用像面拼接的方式作为动态星模拟器的显示器件。本发明提供的星敏感器地面标定装置，凭借LCOS具有像素尺寸小、动态性好、分辨力高、对比度高、开口率高、成本低的优势，采用两片LCOS拼接技术以扩大像面，不但提高了星图模拟的分辨率，而且提高了星图模拟的精度。
【专利说明】动态LCOS拼接式星模拟器及星敏感器地面标定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及航天器地面标定技术，尤其涉及一种动态LCOS拼接式星模拟器及星敏感器地面标定装置。
【背景技术】
[0002]随着航天科技的发展，空间飞行器已经越来越趋向于采用空间光学姿态敏感器进行实时姿态的捕捉与测量，而采用星光制导来代替惯导，用星图实时校正、稳定飞行器姿态来代替单轴或三轴陀螺稳定态的星敏感器，目前已经得到广泛的应用，飞行器可以根据其实时提供的飞行位置偏差和姿态偏差，随时启动伺服系统以校正这些偏差。
[0003]星模拟器作为星敏感器地面标定设备的重要组成部分，用于模拟天空中星的位置、亮度以及光谱特性等。星模拟器按照工作方式的不同可以分为静态星模拟器和动态星模拟器。静态星模拟器实质是一个平行光管，在焦面位置放置星点板，经光源照射后，星点板就可以通过平行光管成像到无穷远来模拟星图，这种星模拟器的结构简单，没有实时性要求，可以实现单星张角、星点位置和星等的高精度模拟，但只能模拟单一的星图，灵活性不高。动态星模拟器则通常以液晶光阀等作为星图显示器件，通过计算机软件对各个像素点的控制，实现对星图的动态模拟和星点的星等控制。这种星模拟器结构较为复杂，对星图刷新率要求高，而且由于在模拟星点时受到像素尺寸和图像分辨率的制约，往往模拟精度不如静态星模拟器高。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种动态LCOS拼接式星模拟器及星敏感器地面标定设备，利用LCOS作为星图显示器件，凭借LCOS具有像素尺寸小的优势，提出两片LCOS拼接技术扩大像面，以提高星图模拟的精度和灵活性。
[0005]所述LCOS, Liquid Crystal on Silicon,即液晶附娃,也叫娃基液晶，是一种基于反射模式，尺寸非常小的矩阵液晶显示装置。
[0006]本发明提供一种动态LCOS拼接式星模拟器，包括:
星图显示系统，包括星图修正模块、星图控制模块、LCOS I和LCOS II。
[0007]所述星图修正模块用于根据恒星理论星间角距(国家天文台野外观星后给出理论星间角距)修正所述LCOS I和所述LCOS II显示的星点位置，拟合星点位置修正方程，将所述星点位置修正至符合所述理论星间角距模拟精度，并将所述星点位置修正方程写入所述星图控制模块；
所述星图控制模块用于根据星敏感器输出的用于指示当前时刻星点位置的星位指示信号、用于指示当前时刻星点亮度的星等指示信号和所述星图修正模块写入所述星图控制模块的所述星点位置修正方程，产生当前时刻的星位控制信号和星等模拟信号，并输出；所述LCOS I和所述LCOS II与所述星图控制模块相连，所述LCOS I和所述LCOS II接收所述星图控制模块产生的当前时刻的所述星位控制信号和所述星等模拟信号，产生模拟星图，包括当前时刻的星点位置和星等亮度，并输出；
所述星图控制模块同时控制所述LCOS I和所述LCOS II ；
照明系统，包括模拟开关模块、发光模块、准直光模块和PBS棱镜；
所述模拟开关模块包括模拟开关和模拟通路，所述模拟开关用于控制所述模拟开关模块的工作状态，所述模拟通路与所述星图控制模块连接，用于接收所述星图控制模块发送的当前时刻的所述星等模拟信号，并输出；
所述发光模块包括放大及电流驱动电路和LED，所述放大及电流驱动电路与所述LED相连，所述放大及电流驱动电路与所述模拟开关模块相接，所述放大及电流驱动电路用于将接收到的所述星等模拟信号进行放大和电压一电流变换处理，产生电流输出信号，以驱动所述LED发光；
所述准直光模块包括椭球反射镜、第一正透镜和第一负透镜，所述椭球反射镜具有第一焦点和第二焦点，所述第一焦点上放置所述LED，所述LED经过所述椭球反射镜后，光线会聚于所述椭球反射镜的第二焦点上，所述第二焦点与所述第一正透镜和所述第一负透镜形成的组合光学系统的焦点重合，所述LED发出的经过所述椭球反射镜第一焦点会聚于所述椭球镜第二焦点的所述光线，经过所述第一正透镜和所述第一负透镜后，输出平行光，所述平行光经过所述PBS棱镜，照亮所述LCOS I和所述LCOS II ；
所述PBS,Polarized Beam Splitter,即偏振分光棱镜,将入射的非偏振光分为两束垂直的线偏光，所述PBS棱镜具有分光面，所述分光面用来将所述LED发出的经过所述准直光模块的所述平行光调制为P偏振光I和S偏振光I ;
所述P偏振光I被所述分光面透过，点亮所述LCOS I，所述LCOS I接收所述P偏振光I，改变所述P偏振光I的偏振态，将所述P偏振光I变为S偏振光II，所述S偏振光II被所述PBS棱镜的所述分光面反射后出射；
所述S偏振光I被所述分光面反射，点亮所述LCOS II，所述LCOS II接收所述S偏振光I，改变S偏振光I的偏振态，将所述S偏振光I变为P偏振光II，所述P偏振光II被所述PBS棱镜的所述分光面透射后出射；
光学系统，包括第二正透镜、第三正透镜、第二负透镜、第三负透镜、第四正透镜、第四负透镜、第五正透镜和第六正透镜，所述第二正透镜、所述第三正透镜、所述第二负透镜、所述第三负透镜、所述第四正透镜、所述第四负透镜、所述第五正透镜和所述第六正透镜依次设置在同一水平光路的光轴上，所述照明系统发出的光经过所述第二正透镜、所述第三正透镜、所述第二负透镜、所述第三负透镜、所述第四正透镜、所述第四负透镜、所述第五正透镜和所述第六正透镜后平行出射；
本发明提供一种LCOS拼接方法，包括所述LCOS 1、所述LCOS I1、所述PBS棱镜、所述准直光模块和所述LED。
[0008]所述LCOS 1、所述LCOS II和所述准直光模块各自位于所述PBS的工作面处； 所述PBS棱镜的所述工作面包括工作面1、工作面I1、工作面III和工作面IV ；
所述准直光模块位于所述工作面I上，所述LED位于准直光模块后；
所述LED发出的经过所述准直光模块的所述平行光，经过所述PBS棱镜的所述分光面后，所述平行光被调制为P偏振光I和S偏振光I ;
所述P偏振光I透过所述PBS棱镜的所述分光面，点亮位于所述PBS棱镜的所述工作面II的所述LCOS I ；
所述LCOS I被点亮后，经过所述PBS的所述分光面后，成像至所述PBS的所述工作面IV上；
所述S偏振光I被所述PBS棱镜的所述分光面反射，点亮位于所述PBS棱镜的所述工作面III的所述LCOS II ；
所述LCOS II被点亮后，经过所述PBS棱镜的所述分光面后，成像至所述PBS的所述工作面IV上；
所述PBS的所述工作面IV完成所述LCOS I和所述LCOS II的图像拼接，所述拼接图像位于所述光学系统的焦面位置；
本发明提供一种星敏感器地面标定设备，包括卧式调整机构，还包括如本发明提供的动态LCOS拼接式星模拟器，所述动态LCOS拼接式星模拟器设置在卧式调整机构上。
[0009]由上述技术方案可知，本发明提供的动态LCOS拼接式星模拟器及星敏感器地面标定设备，利用LCOS作为星图显示器件，LCOS器件是在传统的液晶光阀芯片结构基础上的一种改进，提高了光的利用率、像素的开口率、图像亮度和芯片的物理分辨力，克服了液晶光阀分子呈水平排列，常态为“亮态”，受导向膜的影响，“暗态”不够黑的缺点，LCOS自身低功耗且寿命长。同时，凭借LCOS具有像素尺寸小的优势，提出两片LCOS拼接技术扩大像面，以提高星图模拟的精度和灵活性。而且，光学系统为分离式光学系统，可以避免胶合镜片的胶合面对成像的影响，进一步提高了成像精度，且所使用的光学零件少，结构简单，有利于加工和装配。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例一提供的动态LCOS拼接式星模拟器结构示意图；
图2为图1中星图显不系统的结构不意图；
图3为图1中照明系统的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的动态星模拟器的光学系统结构示意图；
图5为本发明实施例三提供的动态星模拟器的光学系统结构示意图；
图6为本发明实施例四提供的动态LCOS拼接式星模拟器的光学系统结构示意图；
图7为本发明实施例五提供的星敏感器地面标定装置。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。
[0013]实施例一
图1为本发明实施例一提供的动态LCOS拼接式星模拟器结构示意图，图2为图1中星图显示系统82的结构示意图，图3为图1中照明系统81的结构示意图。如图1、图2和图3所示，本实施里提供的动态LCOS拼接式星模拟器具体可以应用于对星敏感器的地面标定，本实施例提供的动态LCOS拼接式星模拟器具体包括星图显示系统82、照明系统81和光学系统83。
[0014]星图显示系统82包括LCOS I 22、LCOS II 23、星图控制模块24和星图修正模块25。LCOS I 22和LCOS II 23用于星模拟器的星图显示器件，LCOS I 22和LCOS II 23分别与星图控制模块24相连，LCOS I 22和LCOS II 23分别接收星图显示模块发出的用以指示当前时刻星点位置的星位指示信号和用以指示当前时刻星点亮度的星等指示信号产生星位控制信号和星等模拟信号，并输出。星图修正模块25用于根据恒星理论星间角距值修正LCOS I 22和LCOS II 23显示的当前时刻的模拟星图，通过计算并拟合星点位置修正方程改变LCOS I 22和LCOS II 23显示的各星点的像素坐标位置，从而将模拟星图中各星点的星间角距修正至符合真实星空中恒星间的理论星间角距，并将星点位置修正方程写入星图控制模块24。星图控制模块24用于根据星敏感器发出的星点位置信息和星等模拟信息，以及星图修正模块25写入的星点位置修正方程，发出用于指示星模拟器当前时刻的星点位置的星位控制信号和用以指示当前时刻的星点亮度的星等模拟信号，LCOS I 22和LCOS II 23接收星图显示模块发出的星位控制信号和星等模拟信号，显示修正后的当前时刻的模拟星图。
[0015]照明系统81包括模拟开关11、模拟通路12、放大及电流驱动电路13、LED14、准直光模块15和PBS棱镜16。模拟开关11用于控制模拟通路12的工作状态，模拟通路12与星图控制模块24连接，用于接收星图控制模块24当前时刻的星等模拟信号。放大及电流驱动电路13与LED14相连，放大及电流驱动电路13与模拟通路12相连，放大及电流驱动电路13用于将接收到的星等模拟信号进行放大和电压一电流变换处理，产生电流输出信号，以驱动LED14发光。LED14用于动态LCOS拼接式星模拟器的光源，接收放大及电流驱动电路13的控制信号，发出不同亮度的发散光线。准直光模块15包括椭球反射镜151、第一正透镜152和第一负透镜153，准直光模块15用于将LED14发出的发散光线准直，LED14位于椭球反射镜151的第一焦点，LED14经过椭球反射镜151后，LED14发出的发散光线会聚在椭球反射镜151的第二焦点，椭球反射镜151的第二焦点与第一正透镜152和第一负透镜153组成光学系统83的焦点重合，LED14经过第一正透镜152和第一负透镜153后，LED14发出的光被调制为准直光。PBS棱镜16用于改变LED14发出的准直光的偏振态，PBS棱镜16具有分光面，分光面将准直光调制为P偏振光和S偏振光，PBS棱镜16的分光面透射P偏振光反射S偏振光，经过PBS调制的偏振光点亮LCOS I 22和LCOS II 23。
[0016]光学系统83包括第二正透镜31、第三正透镜32、第二负透镜33、第三负透镜34、第四正透镜35、第四负透镜36、第五正透镜37和第六正透镜38，第二正透镜31、第三正透镜32、第二负透镜33、第三负透镜34、第四正透镜35、第四负透镜36、第五正透镜37和第六正透镜38依次设置在同一水平光路的光轴上，照明系统81发出的光线点亮LCOS I 22和LCOS II 23显示的当前时刻的模拟星图，星图经过第二正透镜31、第三正透镜32、第二负透镜33、第三负透镜34、第四正透镜35、第四负透镜36、第五正透镜37和第六正透镜38后平行出射，实现了来自无穷远的恒星星图模拟。
[0017]具体的，星图修正模块25输出给星图控制模块24的星点位置修正方程，是利用经纬仪测试LCOS I 22和LCOS II 23拼接像面的星图显示区域内的特征点，通过MATLAB拟合星点位置修正方程。LCOS I 22和LCOS II 23拼接后的星图显示区域由1920X 1920个像素组成，每个像素尺寸为8 μ mX 8 μ m，具体的将1920X1920个像素分为10X10的网格，取测试网格交叉点作为特征点，实测其像素位置信息，根据像素位置信息计算星间角距，与恒星理论星间角距进行比较，算出当前时刻下，1X 10各特征点的星点位置修正信息，根据星点修正位置信息拟合星点位置修正方程。
[0018]具体的，第二正透镜31、第三正透镜32、第二负透镜33、第三负透镜34、第四正透镜35、第四负透镜36、第五正透镜37和第六正透镜38的光心都位于同一光轴上，可以通过隔圈、压圈和镜筒将各透镜固定。第二正透镜31材料具体可以为H-ZLAF78玻璃，属于重镧火石玻璃。第三正透镜32材料具体可以为H-ZLAF56A玻璃，属于重镧火石玻璃。第二负透镜33材料具体可以为TF3玻璃，属于特种火石玻璃。第三负透镜34材料具体可以为H-ZF72A玻璃，属于重火石玻璃。第四正透镜35材料具体可以为H-ZLAF68玻璃，属于重镧火石玻璃。第四负透镜36材料具体可以为H-ZF72A玻璃，属于重火石玻璃。第五正透镜37材料具体可以为H-LAK2玻璃，属于镧冕玻璃。第六正透镜38材料具体可以为H-ZLAF68玻璃，属于重镧火石玻璃。各透镜也可是采用其他具有低色散高折射率的材料，不以本实施例为限。第二正透镜31、第三正透镜32、第二负透镜33、第四正透镜35、第五正透镜37、第三负透镜34、第六正透镜38和第七正透镜的焦距具体可以为40mm，照明系统81发出的光经过光学系统83的各透镜的处理后形成平行光，将星图成像到无穷远，以模拟星敏感器在轨观测到的星图图像。
[0019]本实施例提供的动态LCOS拼接式星模拟器，星图显示系统82能够实现根据接收星敏感器发出的当前时刻的星图位置信息，配合星图修正模块25写入星图控制模块24的星点位置修正方程，实时控制当前时刻LCOS I 22和LCOS II 23显示的星点位置，保证LCOS I 22和LCOS II 23显示的星点位置满足理论星间角距的精度要求，提高了星图模拟的动态性和星图模拟精度。照明系统81能够实现根据星等模拟信号控制LED14发光，通过准直光模块15，将LED14发出的发散光线调制为准直光，再经过PBS棱镜16改变准直光的偏振态以点亮LCOS I 22和LCOS II 23。LED14发光的亮度可以根据星等模拟信号产生相应幅值的电流信号来控制，以模拟星点的亮度。LED14为可以产生高亮的元件，亮度的可调范围大，且经过准直光模块15调制后亮度均匀，由此提高了星图模拟的分辨率和对比度，提高了星图模拟的精度。而且，光学系统83为分离式光学系统83，可以避免胶合镜片的胶合面对成像的影响，进一步提高了成像精度，且所使用的光学零件少，结构简单，有利于加工和装配。
[0020]实施例二
图4为本发明实施例二提供的动态星模拟器的光学系统83结构示意图，如图4所示，在实施例中，星图显示系统82中的显示器件可以是LCOS I 22，LCOS I 22位于光学系统83的焦面位置，且与照明系统81相对，照明系统81发出的准直光，经过PBS棱镜16分光面调制后，点亮LCOS I 22的光线是被PBS透射的P偏振光I，LCOS I 22被点亮后，将投射来的P偏振光I调制为S偏振光II，形成模拟星图，根据反射定律，S偏振光II形成的模拟星图原路返回，再经过PBS棱镜16时，被PBS棱镜16分光面反射，S偏振光II形成的模拟星图进入星模拟器的光学系统83。经过第二正透镜31、第三正透镜32、第二负透镜33、第三负透镜34、第四正透镜35、第四负透镜36、第五正透镜37和第六正透镜38后平行出射，实现了来自无穷远的恒星星图模拟。
[0021]实施例三图5为本发明实施例二提供的动态星模拟器的光学系统83结构示意图。如图5所示，本实施例提供的动态星模拟器的光学系统83与实施例二的区别在于，还可以改变显示器件的工作位置。在实施例中，星图显示系统82中的显示器件可以是LCOS II 23,LCOS II 23位于光学系统83的焦面位置，且与照明系统81互为90°，照明系统81发出的准直光，经过PBS棱镜16分光面调制后，点亮LCOS II 23的光线是被PBS棱镜16反射的S偏振光I，LCOS II 23被点亮后，将投射来的S偏振光I调制为P偏振光II，形成模拟星图，根据反射定律，P偏振光II形成的模拟星图原路返回，再经过PBS棱镜16时，被PBS棱镜16分光面透射，P偏振光II形成的模拟星图进入星模拟器的光学系统83。经过第二正透镜31、第三正透镜32、第二负透镜33、第三负透镜34、第四正透镜35、第四负透镜36、第五正透镜37和第六正透镜38后平行出射，实现了来自无穷远的恒星星图模拟。
[0022]实施例四
图6为本发明实施例四提供的动态LCOS拼接式星模拟器的光学系统83结构示意图。如图6所示，本实施例提供的动态LCOS拼接式星模拟器的光学系统83结构与实施例二和实施例三的区别在于LCOS的个数。在实施例中，使用LCOS I 22和LCOS II 23同时作为显示器件，LCOS I 22位于光学系统83的焦面位置，与照明系统81相对，LCOS II 23位于光学系统83的焦面位置，与照明系统81互为90°，其中LCOS I 22的分辨率为1920X 1080，LCOS II 23的分辨率为1920X1080，且每个像素的尺寸均为8 μ mX8 μ m。使用LCOS I 22的1920X1080像素区域，使用LCOS II 23的1920X840像素区域，利用PBS棱镜16实现LCOS I 22和LCOS II 23的像面拼接，拼接后像面的星图显示区域为1920X1920。
[0023]具体的，照明系统81发出的准直光，经过PBS棱镜16分光面调制后，形成一束P偏振光I和一束S偏振光I。PBS棱镜16透射P偏振光I，P偏振光I点亮LCOS I 22，被点亮的LCOS I 22将投射来的P偏振光I调制为S偏振光II，形成显示区域范围为1920X1080的模拟星图1 ABS棱镜16反射S偏振光I，S偏振光I点亮LCOS II 23，被点亮的LCOS II 23将投射来的S偏振光I调制为P偏振光II，形成显示区域范围为1920X1080的模拟星图1I。根据反射定律，S偏振光II形成的模拟星图1和P偏振光II形成的模拟星图1I原路返回，再经过PBS棱镜16时，S偏振光II被PBS的分光面反射，P偏振光II被PBS的分光面透射，拼接形成显示区域为1920X 1920的模拟星图进入星模拟器的光学系统83。经过第二正透镜31、第三正透镜32、第二负透镜33、第三负透镜34、第四正透镜35、第四负透镜36、第五正透镜37和第六正透镜38后平行出射，实现了来自无穷远的恒星星图模拟。
[0024]实施例五
图7为实施例五提供的星敏感器地面标定设备。如图7所示，星敏感器地面标定装置具体为星敏感器地面标定设备，其包括，卧式调整机构，设置于卧式调整结构上的LCOS I 22和LCOS II 23，设置于LCOS I 22和LCOS II 23后为其提供星点位置信号和星等模拟信号的星图控制模块24，设置于星图控制模块24后为其提供星点位置修正方程的星图修正模块25，设置于LCOS II 23和LCOS II 23前为其提供偏振光的PBS棱镜16，设置于PBS棱镜16下为其提供准直光线的准直光模块15，设置于准直光模块15下为其提供会聚光学的椭球反射镜151，且准直光模块15的光学系统83焦面与椭球反射镜151的第二焦点重合，设置于椭球反射镜151第一焦点处的LED14，设置于PBS棱镜16前用于模拟光谱范围的滤光片30，设置于滤光片30前用于将LCOS I 22和LCOS II 23模拟的星图成像到无穷远的光学系统83。
[0025]具体的，星图修正模块25用于根据实测星点位置的星间角距与恒星理论星间角距，计算星点位置信息，利用MATLAB拟合星点位置修正方程，并将星点位置修正方程写入星图控制软件。星图控制软件接收星敏感器提供的当前时刻星图的星点位置信号和星等模拟信号，配合星图修正模块25写入的星点修正方程，控制LCOS I 22和LCOS II 23显示当前时刻下的模拟星图，星图模拟精度优于18"，星图模拟视场为22°，星等模拟范围为-2Mf+6Mv ；LED14用于为星敏感器地面标定设备提供光源，可实现亮度可变且均匀的要求；椭球反射镜151用于将LED14发出的发散光线会聚，要求LED14置于椭球反射镜151的第一焦点，则LED14发出的光线将会聚在椭球反射镜151的第二焦点；准直光模块15用于产生满足LCOS I 22和LCOS II 23点亮条件的准直光线，要求准直光模块15光学系统83的焦点与椭球反射镜151第二焦点重合，故由LED14发出的会聚在椭球反射镜151第二焦点的光线，经过准直光模块15的光学系统83后，成为亮度均匀且准直的光线，再经过PBS棱镜16后即可点亮LCOS I 22和LCOS II 23 ;滤光片30用于实现星敏感器要求的0.5Mm?0.8Mm光谱范围；光学系统83是一种由八片透镜组成的小畸变、波像差和倍率色差小、弥散斑均匀的高成像质量投影光学系统83，完成对LCOS I 22和LCOS II 23模拟的星图的高质量无穷远成像。
[0026]利用本发明的星敏感器地面标定装置进行星图模拟的工作过程如下:将LCOS I 22和LCOS II 23安装在光学系统83的焦面上，由LED14作为LCOS I 22和LCOS II 23的光源，LED14发出的光线经过准直光模块15后以均匀的准直光线形式出射，经过PBS棱镜16后，准直光线被调制成P偏振光和S偏振光，P偏振光和S偏振光分别点亮LCOS I 22和LCOS II 23，LCOS I 22像面和LCOS II 23像面再通过PBS分光面实现像面拼接，由星图显示系统82控制LCOS I 22和LCOS II 23上显示的当前时刻下的星位控制信号和星图模拟信号，且具有星位控制信号和星图模拟信号实时可变功能。LCOS I 22和LCOS II 23显示的当前时刻的模拟星图经过滤光片30和光学系统83后，实现了光谱范围和星间角距模拟精度符合星敏感器要求的来自于无穷远的模拟星图。
[0027]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种动态1X03拼接式星模拟器，其特征在于，包括: 星图显示系统，包括星图修正模块、星图控制模块、1X03 I和1X03 II (同样)； 所述星图修正模块用于根据恒星理论星间角距修正所述1X03 I和所述1X03 II显示的星点位置，拟合星点位置修正方程，将所述星点位置修正至符合所述理论星间角距模拟精度，并将所述星点位置修正方程写入所述星图控制模块； 所述星图控制模块用于根据星敏感器输出的用于指示当前时刻星点位置的星位指示信号、用于指示当前时刻星点亮度的星等指示信号和所述星图修正模块写入所述星图控制模块的所述星点位置修正方程，产生当前时刻的星位控制信号和星等模拟信号，并输出；所述1X03 I和所述1X03 II与所述星图控制模块相连，所述1X03 I和所述1X03 II接收所述星图控制模块产生的当前时刻的所述星位控制信号和所述星等模拟信号，产生模拟星图，包括当前时刻的星点位置和星等亮度，并输出； 所述星图控制模块同时控制所述1X03II ； 照明系统，包括模拟开关模块、发光模块、准直光模块和棱镜； 所述模拟开关模块包括模拟开关和模拟通路，所述模拟开关用于控制所述模拟开关模块的工作状态，所述模拟通路与所述星图控制模块连接，用于接收所述星图控制模块发送的当前时刻的所述星等模拟信号，并输出； 所述发光模块包括放大及电流驱动电路和1^0，所述放大及电流驱动电路与所述120相连，所述放大及电流驱动电路与所述模拟开关模块相接，所述放大及电流驱动电路用于将接收到的所述星等模拟信号进行放大和电压一电流变换处理，产生电流输出信号，以驱动所述120发光； 所述准直光模块包括椭球反射镜、第一正透镜和第一负透镜，所述椭球反射镜具有第一焦点和第二焦点，所述第一焦点上放置所述1^0，所述[￡0经过所述椭球反射镜后，光线会聚于所述椭球反射镜的第二焦点上，所述第二焦点与所述第一正透镜和所述第一负透镜形成的组合光学系统的焦点重合，所述[￡0发出的经过所述椭球反射镜第一焦点会聚于所述椭球镜第二焦点的所述光线，经过所述第一正透镜和所述第一负透镜后，输出平行光，所述平行光经过所述？83棱镜，照亮所述1X03 I和所述1X03 II ； 所述棱镜具有分光面，所述分光面用来将所述[￡0发出的经过所述准直光模块的所述平行光调制为？偏振光I和3偏振光I ； 所述？偏振光I被所述分光面透过，点亮所述1X03 I，所述1X03 I被点亮的同时将？偏振光I调制为3偏振光II，并输出； 所述3偏振光I被所述分光面反射，点亮所述1X03 II，所述1X03 II被点亮的同时将3偏振光I调制为？偏振光II，并输出； 光学系统，包括第二正透镜、第三正透镜、第二负透镜、第三负透镜、第四正透镜、第四负透镜、第五正透镜和第六正透镜，所述第二正透镜、所述第三正透镜、所述第二负透镜、所述第三负透镜、所述第四正透镜、所述第四负透镜、所述第五正透镜和所述第六正透镜依次设置在同一水平光路的光轴上，所述照明系统发出的光经过所述第二正透镜、所述第三正透镜、所述第二负透镜、所述第三负透镜、所述第四正透镜、所述第四负透镜、所述第五正透镜和所述第六正透镜后平行射出。
2.权利要求1所述的动态1X03拼接式星模拟器，其特征在于: 所述星点位置修正方程根据所述1X03 I和所述1X03 II显示的所述模拟星图的所述星点位置计算得出； 所述星点位置信息通过(不要写具体型号，直接写经纬仪即可)经纬仪实际测量，测量值包括所述星点位置的方位角度和俯仰角度。
3.权利要求1所述的动态1X03拼接式星模拟器，其特征在于，还包括: 滤光片，设置在所述星图显示系统和所述光学系统之间，用于将从所述滤光片射出的光线进行滤光处理。
4.权利要求1所述的动态1X03拼接式星模拟器，其特征在于: 所述1X03 I和所述1X03 II采用像面拼接技术，利用？83棱镜的分光面扩大所述动态1008拼接式星模拟器的像面； 所述棱镜具有分光面，所述分光面用来将所述[￡0发出的经过所述准直光模块的所述平行光分为？偏振光I和3偏振光I ； 所述？83的所述工作面包括工作面1、工作面I1、工作面III和工作面IV ； 所述准直光模块位于所述？83棱镜的所述工作面I，所述1^0位于所述准直光模块后； 所述1X03 I位于所述？83棱镜的所述工作面II ； 所述1X03 II位于所述？83棱镜的所述工作面III ； 所述照明系统的所述120发出的，经过所述准直光模块的所述平行光，经过所述？83棱镜的所述分光面，被调制为？偏振光I和3偏振光I ； 所述？偏振光I被所述棱镜的所述分光面透过，点亮位于所述？83棱镜的所述工作面II的所述1X03 I ； 所述3偏振光I被所述？83棱镜的所述分光面反射，点亮位于所述？83棱镜的所述工作面III的所述1X03 II ； 所述？偏振光I点亮的所述1X03 I，经过所述？83棱镜的所述分光面后，成像至所述 棱镜的所述工作面⑶上； 所述3偏振光I点亮的所述1X03 II，经过所述？83棱镜的所述分光面后，成像至所述 棱镜的所述工作面⑶上； 所述？83棱镜的所述工作面⑶完成所述1X03 I和所述1X03 II的图像拼接； 所述拼接图像位于所述光学系统的焦面位置。
5.根据权利要求1-4任一所述的动态1X03拼接式星模拟器，其特征在于，所述星图控制模块包括: 控制器，用于根据接收到的用于指示星点位置的星位指示信号和用于指示星点亮度的所述星等指示信号产生星等数字信号和控制信号，并输出； 数模转换器，与所述控制器相连，用于将所述星等数字信号经过模拟转换为所述星等模拟信号，并输出。
6.一种星敏感器地面标定装置，包括卧式调整机构，还包括如权利要求1-5中任意一项所述的动态1X03拼接式星模拟器，所述动态1X03拼接式星模拟器设置在卧式调整机构上。
【文档编号】G01C25/00GK104457785SQ201410369099
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】刘石, 孙高飞, 张国玉, 王凌云, 苏拾, 郑茹, 王浩君, 何洋 申请人:长春理工大学