大口徑離軸反射式星模擬器光學系統(tǒng)設計

張文穎，張國玉,2,3，張 雷

(1.長春理工大學, 吉林 長春 130000；2．吉林省光電測控儀器工程技術研究中心, 吉林 長春 130000；3．光電測控與光信息傳輸技術教育部重點實驗室, 吉林 長春130000)

引言

傳統(tǒng)的星敏感器是一種目前廣泛應用的航天產(chǎn)品，是以恒星為觀測對象的光學姿態(tài)敏感器，主要用于衛(wèi)星、飛船等航天器在軌飛行時的姿態(tài)測量任務。當前通常意義上的星敏感器屬于星圖儀方式的星敏感器，它首先需要拍攝某一區(qū)域星空的圖像，然后通過圖像處理算法檢測出圖像中的恒星影像，并利用恒星識別技術來確認所觀測恒星的“身份”，最終完成姿態(tài)測量任務。

為了測試星敏感器的性能，需要在地面測試中為其提供一定的觀測目標作為輸入激勵，使星敏感器能夠產(chǎn)生一定的輸出。這種激勵源就是星模擬器，通常可以產(chǎn)生具有一定空間位置關系的多束模擬星光，以形成特定的模擬星圖。星模擬器一般可分為動態(tài)星模擬器和靜態(tài)星模擬器。動態(tài)星模擬器所產(chǎn)生的模擬星圖是可變的；靜態(tài)星模擬器所產(chǎn)生的模擬星圖是不能改變的。本文介紹的星模擬器屬于靜態(tài)星模擬器，是衛(wèi)星控制分系統(tǒng)地面測試設備的組成部分，用于對星敏感器的功能和性能進行測試，它用于模擬星對角距作為星敏感器的觀測目標源。文中提出一種離軸反射式光學系統(tǒng)，反射式光學系統(tǒng)與傳統(tǒng)的折射式光學系統(tǒng)相比，反射式系統(tǒng)無色差，因而也就不存在二級光譜的問題，容易實現(xiàn)輕型化設計，滿足空間應用對光學系統(tǒng)質量的要求。……