基于像差影響的星間角距修正方法

張凱勝，蘇秀琴，劉凱

（1 中國科學院西安光學精密機械研究所，西安 710119）

（2 中國科學院大學，北京 100049）

0 引言

星敏感器作為天文導航的一種高精度空間姿態測量設備，是通過對恒星角距的觀測獲得空間飛行器的姿態［1-3］。目前，星敏感器地面測試主要設備是星模擬器，星模擬器按照工作方式不同分為標定型星模擬器和功能檢測型星模擬器。標定型星模擬器結構簡單，沒有實時性要求，對單星張角、星點位置和星等的模擬精度要求較高［4］；功能檢測型星模擬器的核心顯示器件是光閥，由于其國內研制水平較低，國外出口的限制制約了星模擬器的發展［5］。因此，球幕投影技術越來越多的在該領域展現出優越性，它不僅能夠實現對高精度星敏感器功能的測試，還可以實現復雜光背景下的性能驗證測試和動態性能仿真測試［6-7］。

星間角距作為星模擬器的關鍵技術參數，是衡量其測試精度的重要指標［8］，它是任意兩星點之間所存在的角位置關系，其大小取決于各星點位置［9-10］。光學系統作為星模擬器的重要組成部分，其彗差、場曲、像散和畸變均會引起星點位置發生變化，導致由星點位置計算的星間角距與理論星間角距存在差異，影響仿真精度，因此，研究光學系統像差對星間角距的影響是確保星模擬器高精度的重要保障。

本文提出了一種基于光學系統像差影響的星間角距修正方法，即通過分析光學系統像差對星間角距的影響，建立了相應的數學模型并進行了實驗驗證。……