[发明专利]一种舷窗式星敏系统测试方法

说明书

本发明公开了一种舷窗式星敏感器系统测试方法，该方法测试步骤为：(1)使用单星模拟器进行带舷窗式星敏感器静态精度测试；(2)在实际星空背景下通过星敏感器拍图比较舷窗对星敏感器星等探测灵敏度影响；(3)将星敏感器带舷窗对准某一天区连续工作一段时间，统计静态测量精度；(4)将星敏感器置于转台上以一定角速度旋转，测试舷窗对星敏感器动态跟踪性能影响；(5)用太阳模拟器测试舷窗对星敏感器杂散光保护角影响。本发明首次提出了带舷窗式星敏感器工作性能的系统测试方法，通过该方法可测试舷窗对星敏感器功能及性能指标的影响，验证该设计是否满足系统任务需求；有利于对舷窗式星敏感器进行针对性设计改进，并为舷窗式星敏感器在轨使用策略提供指导。

技术领域

本发明涉及卫星单机测试技术领域，具体涉及一种舷窗式星敏感器系统测试方法。

背景技术

一般的星敏感器姿态测量往往采用直接拍摄星图进行定姿的方式；由于任务应用需求，星敏感器安装于飞行器内部，透过舷窗进行定姿。为了保证星敏感器能正常拍摄星图，舷窗选用高透光率的玻璃。由于玻璃具有反射、折射、散射等光学特性，可能会给星敏感器功能和性能带来一定影响。星敏感器定姿时需要从拍摄星图中提取星点信息，星光经过舷窗玻璃折射后落到星敏探测器上，可能会影响到达探测器的星点能量和星间角距，进而影响星敏感器的姿态测量精度。当有外界光线存在(如太阳光、月光)时，玻璃可能会改变光路，产生新的杂散光，使所拍摄星图的背景灰度阈值提高，不利于星敏感器提取星点信息进行定姿。现有的星敏感器测试技术只针对星敏感器进行测试，未考虑舷窗对星敏感器定姿能力的影响；且该方法为国内首次应用，无相应使用经验供参考。如果不对舷窗式星敏感器进行系统性测试，摸清舷窗对星敏感器探测灵敏度、测量精度及杂散光可能产生的影响，就无法验证舷窗式星敏感器是否满足任务需求，以及使用策略上需注意的事项。

发明内容

本发明解决的技术方案是：克服现有技术的不足，提供一种舷窗式星敏系统测试方法，解决了舷窗对星敏感器功能和性能影响的系统级测试，为舷窗式星敏感器的设计及在轨使用策略提供指导和验证。

本发明的技术方案是：一种舷窗式星敏感器系统测试方法，步骤如下：

1)使用单星模拟器对带舷窗和不带舷窗式星敏感器进行测试，验证舷窗对星敏感器定姿精度的影响；

2)在实际星空背景下通过星敏感器拍图测试舷窗对星敏感器星等探测灵敏度影响；

3)将带舷窗与不带舷窗的星敏感器对准某一天区连续工作一段时间，测试舷窗对星敏感器静态测量精度的影响；

4)将带舷窗与不带舷窗的星敏感器置于转台上旋转，测试舷窗对星敏感器动态跟踪性能影响；

5)利用太阳模拟器测试舷窗对星敏感器杂散光保护角的影响。

所述步骤2)的具体测试方法为：将星敏感器对准真实星空拍图，得到不带舷窗与带舷窗时视场内恒星的星等，及所拍摄图像的对应像素灰度值；如果不带舷窗与带舷窗时星等均满足不低于5.5等星，且拍摄图像的对应像素灰度值变化小于10％，则舷窗不影响星敏感器星等探测能力及星图识别功能；如果带舷窗时探测星等低于5.5等星，或者对应像素灰度值变化超出10％，则舷窗影响星敏感器星等探测能力及星图识别功能。

所述步骤3)的具体测试方法为：在真实星空背景下，将星敏感器对准某一天区连续工作一段时间，将该段时间内星敏感器输出的四元数转换为姿态角，并统计静态测量精度；带舷窗后比对测试，如果带舷窗与不带舷窗的静态测量精度差值在1″以内，则舷窗对星敏感器测量精度无影响；如果带舷窗与不带舷窗时静态测量精度差值超出1″，则舷窗对星敏感器测量精度有影响。