[发明专利]一种用于共孔径望远镜收发光轴校准装置及方法

权利要求书

1.一种用于共孔径望远镜收发光轴校准装置，其特征是：包括有光源、成像探测系统、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、发射瞄准镜、电调镜、分光镜、跟踪快反镜、机上激光收发装置和中继传输光路，其中光源、成像探测系统、第三反射镜、发射瞄准镜和电调镜位于望远镜机下，第一反射镜、第二反射镜、分光镜、跟踪快反镜、机上激光收发装置和中继传输光路位于望远镜机上；

本装置内包含有发射光束、目标信号光束和准直校准光束；所述发射光束由光源发出，依次经过发射瞄准镜、电调镜、第一反射镜和第二反射镜反射后传输至分光镜，一部分光束透射过分光镜后射入机上激光收发装置，另一部分光束经过分光镜反射后再经过跟踪快反镜反射后射入中继传输光路；所述目标信号光束由目标信号发出经过中继传输光路射出后依次经过跟踪快反镜、分光镜、第二反射镜、第一反射镜和电调镜的反射，再透射过发射瞄准镜后经过第三反射镜的反射后传输至成像探测系统；所述准直校准光束由机上激光收发装置发出后透射过分光镜，在依次经过第二反射镜、第一反射镜和电调镜的反射，再透射过发射瞄准镜后经过第三反射镜的反射后传输至成像探测系统。

2.根据权利要求1所述的一种用于共孔径望远镜收发光轴校准装置，其特征是：所述发射瞄准镜为发射轴电动调整镜，实现对发射光轴的高精度调节。

3.根据权利要求1所述的一种用于共孔径望远镜收发光轴校准装置，其特征是：所述电调镜为垂直轴电动调整镜，用于实现收发光轴与机械旋转轴一致性调节。

4.根据权利要求1所述的一种用于共孔径望远镜收发光轴校准装置，其特征是：所述跟踪快反镜能够实现对目标实时跟踪闭环，使目标成像于成像探测系统零点位置。

5.根据权利要求1所述的一种用于共孔径望远镜收发光轴校准装置，其特征是：所述中继传输光路为激光准直扩束光学系统。

6.一种用于共孔径望远镜收发光轴校准方法，其特征是：使用权利要求1至5任一项所述的一种用于共孔径望远镜收发光轴校准装置，包括有粗调过程和精调过程；

粗调过程包括有以下步骤：

a、光源产生发射光束；

b、望远镜方位机架旋转至某一位置，将此位置记为机架0度位置，机上激光收发装置探测发射光束，记录0度光轴位置(x₀，y₀)；

c、望远镜方位机架旋转至180度位置，机上激光收发装置探测发射光束，记录180度光轴位置(x₁₈₀，y₁₈₀)；

d、机上激光收发装置计算光轴位置(x₀，y₀)和(x₁₈₀，y₁₈₀)的中心点位置(x＇，y＇)，并获得角度差值Δ₁；

e、根据望远镜系统实际工作过程中的跟踪瞄准精度要求，确定以角度误差Δ作为判定依据，若Δ₁不大于Δ，记录并保持电调镜位置；若Δ₁大于Δ，则调节电调镜使得发射光束成像于位置(x＇，y＇)，重复步骤b～步骤d，直至Δ₁不大于Δ，记录并保持电调镜位置；

f、机上激光收发装置发射准直校准光束；

g、望远镜方位机架旋转至0度位置，成像探测系统探测准直校准光束，记录0度光轴位置(X₀，Y₀)；

h、望远镜方位机架旋转至180度位置，成像探测系统探测准直校准光束，记录180度光轴位置(X₁₈₀，Y₁₈₀)；

i、成像探测系统计算光轴位置(X₀，Y₀)和(X₁₈₀，Y₁₈₀)的中心点位置(X＇，Y＇)，并获得角度差值Δ₂，位置(X＇，Y＇)即为目标跟踪过程中跟踪快反镜的闭环零点；

精调过程包括有以下步骤：

j、望远镜方位机架从0度位置旋转至180度位置，在此过程中电调镜实时闭环使得准直校准光束成像于位置(X＇，Y＇)，同时机上激光收发装置探测发射光束，记录机架0度和180度的光轴位置(x₀＇，y₀＇)和(x₁₈₀＇，y₁₈₀＇)，计算中心点位置(x_avg＇，y_avg＇)，并获得角度差值Δ₃；

k、根据望远镜系统实际工作过程中的跟踪瞄准精度要求，确定以角度误差Δ＇作为判定依据，若Δ₃不大于Δ＇，记录并保持发射瞄准镜位置；若Δ₃大于Δ＇，则调节发射瞄准镜使得发射光束成像于位置(x_avg＇，y_avg＇)，重复步骤j，直至Δ₃不大于Δ＇，记录并保持发射瞄准镜位置；

l、电调镜重新加载到粗调步骤e的最终记录位置；

m、关闭机上激光收发装置发射准直校准光束，关闭发射光束，完成校准工作。