[发明专利]卫星定标积分球面均匀性检测装置与实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星定标积分球面均匀性检测装置与实现方法，具体涉及一种遥感卫星上使用的光谱辐射定标积分球面均匀性检测装置。

背景技术

卫星发射对于星上所使用的仪器要求非常严格，根据卫星的用途，要严格挑选卫星上使用的仪器。对于遥感卫星来说，星上定标积分球是最基本的，必不可少的仪器。这是因为卫星上使用的仪器所处的工作环境非常恶劣，极端的高温，极端的低温，各种仪器的参数会不断发生变化，这就需要不断校准仪器，对于遥感卫星来说，需要由星上定标积分球，不断地对遥感仪器进行星上定标。

然而，卫星这种航天器，其本身的特殊性，决定了积分球必须具有体积小，重量轻，可靠性高。因此，卫星定标积分球往往设计得很小，只有3 -- 5厘米，其出光口非常小，一般直径在1厘米以下。积分球的光学性能优劣对于星上定标积分球来说，直接影响遥感卫星对地观测成像的质量。卫星在发射前要对积分球的各项参数作最后的检测，以便获得各项参数的数据作为备份和依据。

其中面均匀性的检测历来都是一个难题，其一，卫星定标积分球出光口小，要求光电探测器的探头微小，技术上很难实现。其二，用探测器进入发光区域测量，势必会影响发光区域的发光均匀度，测量会不准确，误差非常大，失去测量的可靠性。因此，要在不影响积分球发光状态下无接触地测量发光口面均匀性是非常困难的。

本发明卫星定标积分球面均匀性检测装置与实现方法巧妙地运用光学成像的原理进行测量否，设计了一套方便，高效的检测装置，解决了这一难题，用此方法对遥感卫星的星上定标积分球，进行面均匀性检测，取得了很好的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术难题在于，提供一种卫星定标积分球面均匀性检测装置与实现方法，要求该装置测量精度高，操作简单，能实现自动化测量。

为解决上述技术问题，本发明卫星定标积分球面均匀性检测装置与实现方法，采用光学成像的方法，运用计算机技术，自编软件实现了无接触自动化测量。测量系统由测量底座，二维数控平移台，光学成像系统，光学系统调整台，高精度光电探测器，六位半高精度电压表，计算机等组成；其特征是：所述系统测量底座设有底板，在底板上设有X方向燕尾导轨和Y方向的燕尾导轨。在Y导轨上设有平移台固定支架，所述平移台固定支架上固定有二维数控平移台，所述的二维平移台固定在可以沿Y方向移动的平移台支架上，所述二维数控平移台的步进电机与平移台驱动控制器连接，从而使得二维数控平移台的移动可被程序控制。所述二维平移台上经一对水平方向辅助导轨设置有水平辅助支架，所述辅助支架之间还设置有水平方向移动的步进电机，水平方向移动的步进电机主轴上的驱动丝杆组成了水平方向辅助驱动装置。所述的水平辅助支架上设置有竖直方向移动的步进电机，所述竖直方向移动的步进电机主轴上设置有竖直方向移动的驱动丝杆，辅助支架上经竖直方向移动的驱动丝杆和一对竖直方向移动的导轨活动连接，所述竖直方向移动的导轨上设有辅助夹板支架，所述的辅助夹板支架上活动的设置有一对辅助夹板。所述辅助夹板两板之间放置待测积分球，所述待测积分球设有出光口，出光口正对着光电探测器镜筒。所述底板上X导轨上设有可以沿X方向移动的光学探测器调整支架，所述支架上经Y方向导轨活动设置有工作平台，所述工作平台上方设置有光学探测器镜筒固定架，所述镜筒固定支架，内固定有镜筒，所述工作平台四角设置有四根穿过光学探测器镜筒固定架的导柱，所述光学探测器镜筒固定架下方的中部设置有可调节固定架升降的调节螺杆和螺母，可以调光学探测器镜筒固定架升降。

采用上述技术方案后，测量时，在辅助夹板上固定待测积分球，在控制器的驱动下，水平方向移动的步进电机和竖直方向移动的步进电机配合，待测积分球沿水平和竖直方向逐点移动，形成一个方形逐点采光面，镜筒内凸透镜采光点聚焦于积分球出光口平面上。测量前，镜筒移动到合适位置后固定不动，调节好成像点，使得成像点恰好落在高精度光电探测器（陷阱探测器）的采光面上。依次采集到一系列的光电信号，采集到的光电信号送人高精度电压表进行测量，测量数据进入计算机进行存储，经过相应软件处理，便可得到积分球出光口的辐亮度面均匀性的立体函数图像，可以直观地反应待测积分球面均匀性。