[发明专利]一种以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像方法和系统

权利要求书

1.一种以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像系统，其特征在于，所述系统沿光路传播方向依次设置有：

中心视场透镜组，用于接收飞行器正下方星下点的地球中心区域的光线；

周边视场棱镜组，用于接收来自以飞行器下方正中心为对称轴的地球边缘与太空交界处m个对称方位的光线；m为正偶数；

视场融合镜组，用于将所述中心视场透镜组进入的光线以及将所述周边视场棱镜组进入的光线成像在同一像平面上的不同位置；

探测器，用于将经过所述中心视场透镜组、所述周边视场棱镜组以及所述视场融合镜组聚焦后的光线成像；

所述中心视场透镜组包括第一正透镜、第一负透镜和第二负透镜；所述第一负透镜设置于所述第一正透镜、所述第二负透镜之间，所述第一负透镜和第二负透镜之间的位置间距大于所述第一正透镜和所述第一负透镜的位置间距；

所述周边视场棱镜组包括m个围绕光轴对称圆周排布的异形棱镜，每个异形棱镜为类半五角棱镜形状；所述异形棱镜包括入射透射面、反射面、出射透射面、第一基准面、第二基准面、左侧面、右侧面和底面；所述异形棱镜的入射透射面与周边视场目标中心区域的入射光线垂直，所述反射面与所述出射透射面之间的夹角α=24°，所述入射透射面与所述出射透射面之间的夹角β=48°，所述底面与所述出射透射面之间夹角γ=97°，所述左侧面与所述右侧面之间夹角θ=38°；

所述视场融合镜组沿光轴方向依次包括第一弯月负透镜、第一弯月正透镜、第二弯月负透镜、第二弯月正透镜、第三弯月负透镜、第一双凸正透镜、第三弯月正透镜、第二双凸正透镜、第四弯月负透镜、第三双凸正透镜。

2.如权利要求1所述的以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像系统，其特征在于，还包括：

显示单元，用于接收探测器成像的图像；所述探测器成像的图像包括m个边缘位置图像以及所述飞行器正下方星下点的地球中心区域；

处理单元，用于根据所述m个边缘位置图像中地球与太空边界线在对应显示区域的位置以及正下方星下点的地球中心区域图像的移动方向来判断出飞行器的俯仰姿态、翻滚姿态、偏航姿态并记录。

3.如权利要求1所述的以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像系统，其特征在于，所述异形棱镜的入射透射面镀有增透膜，反射面镀有可见光波段的反射膜，出射透射面镀有增透膜。

4.如权利要求2或3所述的以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像系统，其特征在于，所述异形棱镜的第一基准面和/或第二基准面和/或所述左侧面和/或所述右侧面和/或所述底面上进行磨砂处理并涂覆有黑漆。

5.如权利要求1或2所述的以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像系统，其特征在于，所述m的数值为8。

6.如权利要求1所述的以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像系统，其特征在于，

所述中心视场透镜组与所述视场融合镜组组合形成中心系统，所述中心系统的焦距不小于所述视场融合镜组的焦距2.2倍。

7.一种以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-6任一项所述的以地球为目标的飞行器的飞行姿态的成像系统；

所述方法包括以下步骤：

中心视场透镜组接收飞行器正下方星下点的地球中心区域的光线；

周边视场棱镜组接收来自以飞行器下方正中心为对称轴的地球边缘与太空交界处m个对称方位的光线；m为正偶数；

视场融合镜组将所述中心视场透镜组进入的光线以及将所述周边视场棱镜组进入的光线成像在同一像平面上的不同位置；

探测器将经过所述中心视场透镜组、所述周边视场棱镜组以及所述视场融合镜组聚焦后的光线成像。