[发明专利]一种基于双焦光学系统的星模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种星模拟装置。更具体地，涉及一种基于双焦光学系统的星模拟装置。

背景技术

近年来我国空间航天飞行技术取得了飞速的发展，空间飞行器的姿态调整及导航要求越来越精确化，小型化。航天导航控制中，光学星敏感器的发展最为突出，因为它具有测量精度高，活动零件少，设计使用寿命长等特点，因此它是航天器中最有发展前途和精度最高的姿态敏感器之一。星敏感器确定姿态的参照物是恒星，对其进行地面检测时主要使用星模拟器。星模拟器的功能主要是对无穷远恒星的光谱、照度、平行性以及色温等特性进行模拟。

星模拟器作为星敏感器设计和半实物仿真验证的重要设备，已经得到越来越广泛的应用，目前在可见光星模拟系统中，主要有两种模拟方式：一、计算机实时生成的星图图像，通过驱动电路传输给液晶显示器，液晶显示器安装在光学准直系统的焦平面上，辐射出无穷远的星图场景。这种方式能够模拟动态变化的星图，但由于背景亮度过高，不能进行低照度星、低信噪比的仿真；二、光源照射多根光纤的一端，将光纤另一端插在多微孔星靶板的各个微孔上，多微孔星靶板安装在光学准直系统的焦平面上，从而辐射出多星模拟场景。这种方式能够模拟低背景亮度、低信噪比的星图场景，但是星图场景固定不变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能模拟动态变化的星图又能模拟出低背景低信噪比的静态星图的星模拟装置。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种基于双焦光学系统的星模拟装置，包括液晶显示器、成像物镜、多微孔星靶板、若干根光纤、光源、合束镜和光学准直系统；所述液晶显示器、成像物镜和光学准直系统的光轴重合，所述合束镜的光轴与光学准直系统的光轴呈45度，所述多微孔星靶板与光学准直系统的光轴平行；所述光纤的一端固定在多微孔星靶板上，光纤的另一端被所述光源照亮；所述液晶显示器位于成像物镜和光学准直系统组成的复合光学系统的焦平面位置，所述多微孔星靶板位于光学准直系统的焦平面位置。

优选地，所述合束镜为半反半透镜。

本发明的有益效果如下：

本发明中通过成像物镜将液晶显示器所对应的视场角调整到与多微孔星靶板所对应的视场角相同，并通过合束镜分别将液晶显示器和多微孔星靶板的像投射到光学准直系统中，从而实现了在一套设备中既能模拟动态变化的星图，又能模拟低背景低信噪比的静态星图的功能。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种基于双焦光学系统的星模拟装置，包括液晶显示器1、多微孔星靶板2、合束镜3、光学准直系统4、成像物镜5、光纤6和光源7。液晶显示器1、成像物镜5和光学准直系统4的光轴重合，合束镜3的光轴与光学准直系统4的光轴呈45度，合束镜3为半反半透镜；多微孔星靶板2与光学准直系统4的光轴平行；光纤6的一端固定在多微孔星靶板2上，光纤6的另一端被光源7照亮；液晶显示器1位于成像物镜5和光学准直系统4组成的复合光学系统的焦平面位置，多微孔星靶板2位于光学准直系统4的焦平面位置。多微孔星靶板2上设有若干个孔，每个孔上都插接有光纤6，该星模拟装置具有多块多微孔星靶板2，每一块多微孔星靶板2对应一个星图，当变换不同的多微孔星靶板2时就能改变星图场景。

由于液晶显示器1的有效显示面与多微孔星靶板2的大小不同，成像物镜5先对液晶显示器1成一次像，使得液晶显示器1的像在光学准直系统4的视场角与多微孔星靶板2的视场角相同。由于多微孔星靶板2只经过光学准直系统4成像，液晶显示器1经过了成像物镜5和光学准直系统4复合成像，因此，两者具有不同的焦距，成为双焦光学系统。当需要模拟低背景低信噪比星图时，关闭液晶显示器1，多微孔星靶板2经合束镜3反射后进入光学准直系统4；当需要模拟动态变化的星图时，关闭多微孔星靶板2的光源7，液晶显示器1经成像物镜5成像后透射过合束镜3进入光学准直系统。该星模拟装置在一套设备中既能模拟动态变化的星图，又能模拟低背景低信噪比的星图。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。