[发明专利]一种空间指向测量仪器微振动影响测量装置及方法

权利要求书

1.一种空间指向测量仪器微振动影响测量装置，其特征在于：包括：光源、星模拟器、气浮隔振平台、悬吊系统/气浮系统、零刚度系统、支撑系统、六自由度微振动模拟器、信号驱动设备、数据采集与处理系统；

星模拟器与气浮隔振平台连接固定；六自由度微振动模拟器通过支撑系统与零刚度系统连接；零刚度系统与悬吊系统/气浮系统连接；待测试空间指向测量仪器悬挂固定于六自由度微振动模拟器作业台面；光源、星模拟器、待测试空间指向测量仪器中心线位于同一条直线上；由光源和星模拟器模拟无穷远的恒星，悬吊系统/气浮系统、零刚度系统用以模拟自由边界条件和零重力环境；

信号驱动设备按照预设的测试需求产生控制信号并发送至六自由度微振动模拟器，由六自由度微振动模拟器产生对应的微振动信号以模拟在轨微振动力学环境；

待测试空间指向测量仪器、数据采集与处理系统通过线缆连接，进行信号传输，完成试验过程中目标位置的响应数据采集和存贮。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：支撑系统上安装有加速度传感器；六自由度微振动模拟器上下台面分别安装有加速度传感器；待测试空间指向测量仪器安装接口和光学元件上分别安装有加速度传感器，光学元件上安装一个角位移传感器。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于：所述的加速度传感器质量不大于10克，具备0.001g重力加速度测量能力，且分辨力优于0.5m·g；所述的角位移传感器质量不大于10克，分辨力优于3毫角秒。

4.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于：在加速度传感器的安装面同时安装位移传感器，位移传感器的分辨力优于2微米。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述零刚度系统的三向一阶频率均低于0.05Hz；所述的支撑系统三向一阶频率均不小于2KHz。

6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述的六自由度微振动模拟器具备六自由度解耦能力并满足0～1kHz范围内0.001g量级加速度驱动能力。

7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述气浮系统气压可调且能长时保持稳定，其与支撑系统相连平面的平面度应优于3um，气浮刚度优于20Hz。

8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述星模拟器通过三点定位支撑结构与气浮平台连接固定，三点位置应呈轴对称形式分布。

9.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述的待测试空间指向测量仪器为毫角秒级光学敏感器。

10.一种空间指向测量仪器微振动影响测量方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在百万级超净实验室中搭建权利要求1所述的测量装置，并检查连接安全性；

(2)打开光源，数据采集与处理系统开机上电，通过权利要求2中传感器进行环境背景噪声测试，数据采集频率不小于5kHz，稳态数据采集时间不小于30秒；

(3)对采集的背景噪声进行初步分析，先对采集的时域数据进行统计，再进行FFT转换，得到频域数据，并进行频域数据分析，获取背景噪声幅频特性；满足要求后进行步骤(4)，若不满足，应返回(1)进行检查；

(4)信号驱动设备上电，驱动六自由度微振动模拟器分别进行0～1kHz范围内不同幅值的扰动驱动；同时进行数据采集与处理系统的数据采集与存贮；数据采集频率不小于5kHz，每段稳态数据采集时间不小于60秒；至少采集10段稳态数据；首次试验过程中待测试空间指向测量仪器应开机上电，不工作；

(5)对(4)中采集数据进行分析，先对采集的时域数据进行统计，再进行FFT转换，得到频域数据，并进行频域数据分析，最终应获得传感器采集数据的幅频特性图；

(6)待测试空间指向测量仪器开机上电工作成像，重复步骤(4)、(5)；

(7)待测试空间指向测量仪器关机，重复步骤(4)、(5)；

(8)试验后，应先对被测试对象、测试设备停止工作指令，然后断电关机。