经过第一光路系统照射在捷联惯组基准棱体(33)后，反射至第一光路系统中的线阵CCD器件A(8)上；第二光路系统中的准直分划板匕(18)和准直分划板B2 (19)经过第二光路系统照射在捷联惯组基准棱体(33)后，分别反射至第二光路系统中的线阵CCD器件B1(Ie)线阵C⑶器件B2 (17)上；第三光路系统的准直分划板C (9)经过第三光路系统照射在星敏感器基准棱体(32)后，反射至第三光路系统的线阵CCD器件C(7)上；第四光路系统的准直分划板D1 (30)以及准直分划板％(31)经过第四光路系统后，分别反射至第四光路系统中的线阵CCD器件D1 (28)和线阵CCD器件D2 (29)上。
2.根据权利要求1所述的一种复合制导系统初始姿态现场校准系统，其特征在于:所述的第一光路系统包括物镜A(I)、校正透镜A(3)、五角棱镜A(4)、分光棱镜A1 (6)以及准直分划板A(1),其中，准直分划板A(1)产生的光路I经过分光棱镜A1 (6)和分光棱镜A2 (5)反射后依次进入校正透镜A (3)和物镜A (I)后形成平行光束，该平行光束经过五角棱镜A(4)转向90°后入射捷联惯组基准棱体(33)反射面，通过捷联惯组基准棱体(33)反射面反射后的光路I依次通过五角棱镜A(4)、物镜A(I)和校正透镜A(3)后，经过分光棱镜A2 (5)反射后透过分光棱镜A1 (6)成像在线阵CCD器件A (8)上，当捷联惯组基准棱体(33)反射面垂直于主光轴时，反射光线正好汇聚在线阵CCD器件A(S)的中心位置，即初始零位位置。
3.根据权利要求1所述的一种复合制导系统初始姿态现场校准系统，其特征在于:所述的第二光路系统包括物镜B(Il)、分光棱镜B1 (13)、分光棱镜B2 (14)、分光棱镜B3 (15)、准直分划板B1 (18)以及准直分划板B2 (19)，其中，准直分划板B1 (18)和准直分划板B2 (19)分别经过分光棱镜B1 (13)、分光棱镜B2 (14)反射，以及分光棱镜B3 (15)、分光棱镜B2 (14)透射后形成光路II，光路II依次经过校正透镜B (12)、物镜B (11)后形成平行光后垂直入射捷联惯组基准棱体(33)的另一反射面，经过捷联惯组基准棱体(33)反射后的光路II依次通过物镜B (11)、校正透镜B (12)后入射分光棱镜B2 (14)，光路II经过分光棱镜B2 (14)反射及透射后分成两个相互垂直的光路，一条光路经分光棱镜B2 (14)反射后透过分光棱镜B1 (13)成像在线阵CCD器件B1 (16)上，另一条光路经分光棱镜B2 (14)透射后由分光棱镜B3 (15)反射成像在线阵CCD器件B2 (17)上，当捷联惯组基准棱体(33)反射面在垂直主光轴两个方向发生偏转时，即可解算出捷联惯组基准棱体(33)两维的偏转角度值。
4.根据权利要求1所述的一种复合制导系统初始姿态现场校准系统，其特征在于:所述的第三光路系统包括物镜C (20)、校正透镜C (21)、五角棱镜B (22)、分光棱镜A3 (2)以及准直分划板C(9)，其中，准直分划板C(9)产生的光路III经过分光棱镜A3(2)和分光棱镜A2 (5)反射后依次进入校正透镜C (21)和物镜C (20)后形成平行光束，该平行光束经过五角棱镜B(22)转向90°后入射星敏感器基准棱体(32)反射面，通星敏感器基准棱体(32)反射面反射后的光路III依次通过五角棱镜B(22)、物镜C(20)和校正透镜C(21)后，经过分光棱镜A2 (5)反射后透过分光棱镜A3 (2)成像在线阵CCD器件C (7)上，当星敏感器基准棱体(32)反射面垂直于主光轴时，反射光线正好汇聚在线阵CCD器件C(7)的中心位置，即初始零位位置；当星敏感器基准棱体(32)反射面发生偏转时，反射光线汇聚将偏离线阵CCD器件C(7)中心位置，利用偏离线阵CCD器件C(7)中心位置的距离，即可解算出星敏感器基准棱体(32)偏转的角度值。
5.根据权利要求1所述的一种复合制导系统初始姿态现场校准系统，其特征在于:所述的第四光路系统包括物镜D (23)、分光棱镜D1 (25)、分光棱镜D2 (26)、分光棱镜D3(27)、准直分划板D1 (30)以及准直分划板D2 (31)，其中，准直分划板D1 (30)和准直分划板D2 (31)分别经过分光棱镜D1 (25)、分光棱镜D2 (26)反射，以及分光棱镜D3 (27)、分光棱镜D2 (26)透射后形成光路IV，光路IV依次经过校正透镜D (24)、物镜D (23)后形成平行光后垂直入射星敏感器基准棱体(32)的另一反射面，经过星敏感器基准棱体(32)反射后的光路IV依次通过物镜D (23)、校正透镜D (24)后入射分光棱镜D2 (26)，光路IV经过分光棱镜D2 (26)反射及透射后分成两个相互垂直的光路，一条光路经分光棱镜D2 (26)反射后透过分光棱镜D1 (25)成像在线阵CCD器件D1 (28)上，另一条光路经分光棱镜D2 (26)透射后由分光棱镜D3 (27)反射成像在线阵CCD器件D2 (29)上，当星敏感器基准棱体(32)反射面在垂直主光轴两个方向发生偏转时，即可解算出星敏感器基准棱体(32)两维的偏转角度值。
6.一种复合制导系统初始姿态现场校准方法，其特征在于:该方法具体包括如下步骤: 步骤1、将复合制导系统初始姿态现场校准系统的四路光电测量系统安装在同一基体上，并对捷联惯组和星敏感器的三维姿态差同步进行标校； 步骤2、利用现场校准系统测量惯组基准棱体和星敏感器基准棱体的三维姿态角，获得星敏感器相对应捷联惯组的初始姿态角差值。
7.根据权利要求6所述的一种复合制导系统初始姿态现场校准方法，其特征在于:所述的步骤I具体为: 将复合制导系统初始姿态现场校准系统的四路光电测量系统安装在同一基体上，将第一光路系统和第三光路系统中的零位光轴调整为同轴，将第二光路系统和第四光路系统中的零位光轴调整为同轴；将该校准系统中的左侧测量光轴和右侧测量光轴均与各自相对应的捷联惯组基准棱体和星敏感器基准棱体准直。
8.根据权利要求6所述的一种复合制导系统初始姿态现场校准方法，其特征在于:所述的步骤2具体为: 利用现场校准系统测量捷联惯组基准棱体和星敏感器基准棱体在偏航方向、俯仰方向及滚转方向的测量值，获得星敏感器相对于捷联惯组的初始姿态角差值，具体为: Δ Y = Y Xlc- Y glc+ Δ Y gl- Δ Y Xl Δ Φ = Φ Χ?ο" Φ glc+ Δ Φ gl~ Δ Φ χ?Δ ψ = V Xic-V glc+Δ Vg1-Δ V Xi 式中，Λ Y为偏航方向的初始姿态角差值；Δ φ为俯仰方向的初始姿态角差值；Δ ψ为滚转方向的初始姿态角差值；Λ Ygl、Δ Yxl分别为捷联惯组基准棱体和星敏感器基准棱体在偏航方向上的安装误差，其为已知量；Λ φ8?、Δ Φχ1分别为捷联惯组基准棱体和星敏感器基准棱体在俯仰方向上的安装误差，其为已知量；Λ Vgl、Δ Ψχ1分别为捷联惯组基准棱体和星敏感器基准棱体在滚转方向上的安装误差，其为已知量；Ygl。、Yxl。分别为捷联惯组基准棱体和星敏感器基准棱体在偏航方向上的测量值；Φ81。、Φχ1。分别为捷联惯组基准棱体和星敏感器基准棱体在俯仰方向上的测量值；Ψ81。、Ψχ1。分别为捷联惯组基准棱体和星敏感器基准棱体在滚转方向上的测量值。
【专利摘要】本发明涉及初始姿态角度差计量校准技术领域，具体公开了一种复合制导系统初始姿态现场校准系统及方法。该系统中第一光路系统的准直分划板A经过第一光路系统照射在捷联惯组基准棱体后，反射至线阵CCD器件A上；第二光路系统中的准直分划板B1和准直分划板B2经过第二光路系统照射在捷联惯组基准棱体后，分别反射至线阵CCD器件B1线阵CCD器件B2上；第三光路系统的准直分划板C经过第三光路系统照射在星敏感器基准棱体后，反射至线阵CCD器件C上；第四光路系统的准直分划板D1以及准直分划板D2经过第四光路系统后，分别反射至线阵CCD器件D1和线阵CCD器件D2上。该系统中的光电测角本身测量精度高，四条自准直光路集于一体，结构简单，操作便捷。
【IPC分类】G01C25-00
【公开号】CN104880200
【申请号】CN201410200305
【发明人】崔桂利, 冯伟利, 王春喜, 赵天承, 王锴磊, 魏小林, 郭雨蓉, 姜云翔
【申请人】北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年5月13日