[发明专利]基于集成式共用主镜的双视场立体成像光学系统

说明书

技术领域

本发明属于航天光学遥感器技术领域，涉及一种双视场立体测绘光学系统。

背景技术

由于航天光学遥感器技术的迅速发展，对于遥感器系统应用水平的要求不断提高。

测绘卫星是以卫星、飞船或空间站为平台，携带满足立体摄影要求的成像遥感器，对地球表面进行摄影，获取影像信息，经摄影测量处理，精确测定地球表面的地貌、地物(目标)的形状、大小和空间位置，生成地面应用所需的各种测绘保障产品。

从国内外的研究现状来看，已有的航天传统专用测绘相机，多采用两、三台套相机进行立体测绘，即将具有不同视场的两台或三台相机分别安装在一个光学基板上，实现立体测绘(如，日本的ALOS/Prism)，这样不但造成了卫星重量体积过大，同时各个相机之间的结构稳定性和精度等难以保证，每个独立的光学系统在受到热载荷作用，发生变形时会产生光轴的变化和内方位元素的不同变化，最终影响成像质量和测绘精度。因此，这种采用分立式光机结构的立体测绘体制在进一步发展中，将面临越来越大的困难。

为了克服上述的不足，就需要研制新型重量体积小且高稳定性的遥感器光学系统，用于大基高比全球立体测绘，并且满足未来不断提高的测绘需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种体积小、重量轻、稳定性好的基于集成式共用主镜的双视场立体成像光学系统。

本发明的技术解决方案是：基于集成式共用主镜的双视场立体成像光学系统，其特征在于包括：一个焊接主镜、两个次镜、两个三镜、两个平面折转镜和两个接收像面，焊接主镜由两块镜面焊接成“>”型结构，焊接主镜、第二个次镜、第二个三镜、第二个平面折转镜、第二接收像面构成前视系统，焊接主镜、第一个次镜、第一个三镜、第一个平面折转镜、第一接收像面构成后视系统，在左侧从上至下依次排布有第一个平面折转镜、第一个次镜、第二个次镜和第二个平面折转镜，在右侧从上至下依次排布有第一个三镜、第二接收像面、焊接主镜、第一接收像面和第二个三镜，第一个次镜的中心轴是后视光学系统的主光轴，第二个次镜的中心轴是前视光学系统的主光轴；第一个平面折转镜和第一个次镜之间为前视系统的光线入口，第二个次镜和第二个平面折转镜之间为后视系统的光线入口；相机前视场光线依次经主镜、第二个次镜、第二个三镜和第二个平面折转镜反射后到达第二接收像面；相机后视场光线经焊接主镜、第一个次镜、第一个三镜和第一个平面折转镜反射后到达第一接收像面。

所述的两块镜面焊接成的“>”型结构的夹角根据光学系统所要求的基高比确定。

所述的焊接主镜、两个次镜、两个三镜的面形为非球面。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明由于采用了通过焊接主镜实现两个三反离轴光学系统集成，且双视场对称，因此就避免或大大减小了在立体测绘时星上热/力扰动对多系统配合的影响；也避免了因不同载荷的热控系统的差异影响立体合成图像质量，同时降低了相机前后视系统误差链的传递路径，有效地提高了图像的地面定位精度；

(2)本发明系统由于共用主镜，将两个光学系统的主镜以一定的角度焊接，实现光学系统集成，不仅保证了前、后视视场夹角的稳定性，从而保证了基高比(B/H)的稳定，而且可以改变焊接角度，灵活实现所需的基高比(B/H)，使得相机的体积显著减小，同时可以简化系统的构成，减轻系统的重量，使得系统的刚度好，结构稳定性好，前后视场的交会角容易实现在轨检测，克服了传统专用测绘相机分立式光机结构的主体结构体积重量大，分立相机之间的结构和内方位元素稳定性难于保证，测绘精度低等缺点。

附图说明

图1为本发明系统的结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明系统的结构原理图。系统包括一个焊接主镜1、两个次镜2、6，两个三镜3、8，两个平面折转镜4、7，以及两个接收像面5、9，焊接主镜1由两块镜面焊接成“>”型结构，焊接主镜1、第二个次镜6、第二个三镜8、第二个平面折转镜7、第二接收像面5构成前视系统，焊接主镜1、第一个次镜2、第一个三镜3、第一个平面折转镜4、第一接收像面9构成后视系统。第一个次镜2的中心轴是后视光学系统的主光轴，第二个次镜6的中心轴是前视光学系统的主光轴。