[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

说明书

本发明涉及一种空间指向测量仪器微振动影响测量装置及方法，星模拟器通过三点定位支撑结构与气浮平台连接固定；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连接；毫角秒级光学敏感器悬挂固定于六自由度微振动模拟器作业台面；毫角秒级光学敏感器、数据采集与处理系统通过线缆连接，进行信号传输；六自由度微振动模拟器、信号驱动设备通过线缆连接，进行微振动信号的产生与控制。光源、星模拟器、毫角秒级光学敏感器中心线位于同一条直线上。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；毫角秒级光学敏感器安装接口和光学元件上分别安装有加速度传感器以及一个角位移传感器。

技术领域

本发明涉及空间极高精度指向测量技术、空间遥感、星敏感器领域以及天文、航空等涉及到的高性能光学仪器领域。特别涉及一种用于毫角秒级空间光学敏感器微振动影响的测量装置。

背景技术

空间光学敏感器是航天器的重要组成部分或重要类型，可在特定光学波段对目标(地球、恒星、行星等天体)进行观测，以获取航天器本身的姿态、轨道参数或者目标天体的状态、演化信息等。毫角秒级光学敏感器精度更高，系统更加敏感，以往被忽略的航天器在轨正常工作时产生的微小扰动(下文统称“微振动”)将严重影响姿态测量系统的测量精度，进而影响航天器的稳定性，甚至直接影响空间光学敏感的工作质量。

为测试毫角秒级空间光学敏感器微振动环境下的工作性能，并为后续微振动抑制奠定基础，提出一种用于毫角秒级空间光学敏感器微振动影响的测量装置，可有效获取微振动环境下毫角秒级光学敏感器的工作性能和精度指标，以及毫角秒级敏感器微振动敏感频带范围，并为整机标定误差给出参考。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术中的缺陷，提供一种用于毫角秒级空间光学敏感器微振动影响的测量装置，适用于实际工程应用。

本发明原理：一种用于毫角秒级空间光学敏感器微振动影响的测量装置，通过悬吊系统和零刚度系统用以模拟自由边界条件和零重力环境。光源和星模拟器模拟无穷远的恒星；六自由度微振动模拟器模拟在轨微振动力学环境，并作为试验的输入。极高精度传感器采集系统响应数据。通过本发明中的测量装置对毫角秒级空间光学敏感器的微振动影响进行测量，并根据数据识别出系统敏感参数。

本发明的技术方案是：一种空间指向测量仪器微振动影响测量装置，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。

优选的，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以及一个角位移传感器。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。