孟祥月:星敏感器镜头设计与装调技术研究论文

孟祥月:星敏感器镜头设计与装调技术研究论文

本文主要研究内容

作者孟祥月(2019)在《星敏感器镜头设计与装调技术研究》一文中研究指出:作为常用的姿态传感器,星敏感器具有测量精度高,自主导航定位等优点,广泛应用于军事、民用、航海等各个领域。光学系统是星敏感器的核心部件,光学系统的设计质量决定了接收星像点的好坏,影响系统的后续处理过程速度以及定位的准确度。光学系统的装调是保证成像质量的重要环节。因此,开展星敏感器镜头设计及装调技术的研究具有重要研究意义。为了提高系统的相对孔径,拓宽探测的光谱范围,得到性能优良、符合实际加工生产水平的星敏感器光学系统,基于卫星平台的功能需求,本文系统地调研和分析了国内外星敏感器的光学系统,通过相关参数计算以及传感器灵敏度模型的建立,确定了星敏感器光学系统的设计参数。根据确定的参数,设计了一款星敏感器光学系统,该光学系统由1片保护玻璃、7片球面透镜和一片滤光片组成,光谱范围为500~800 nm,焦距为50 mm,相对孔径为1/1.25,视场角为8.45°×8.45°(对角线视场角为11.96°),总长为83.33 mm。系统采用像方远心光路,减小了因像面离焦及其他因素引起的测量误差。优化后的系统畸变小于0.5%,质心色偏差控制在±2μm范围内,能量集中度(3×3像元内)大于80%,最大倍率色差为-0.073μm,轴外视场的弥散斑能量集中度和轴上视场基本一致。对比不同温度下的光学系统,焦距变化量很小,验证了无热化设计原则,镜头的成像质量良好。装调技术影响着光学系统成像性能的好坏,对于本文设计的星敏感器光学系统,本文研究了针对此类型的折射式光学系统常用的装调方法,主要包括:直接装调法、定心车削装调法、定心调整装调法,并重点分析了适用于星敏感器光学系统的装调方法。在此基础上,研究了一种新型的自动定心装调技术,并搭建相关实验。结果表明,此种技术的测量精度可以达到微米量级,可应用于未来的星敏感器光学系统及其他高精度光学系统的装调,降低了装调难度,提高了光学系统的装调精度。

Abstract

zuo wei chang yong de zi tai chuan gan qi ,xing min gan qi ju you ce liang jing du gao ,zi zhu dao hang ding wei deng you dian ,an fan ying yong yu jun shi 、min yong 、hang hai deng ge ge ling yu 。guang xue ji tong shi xing min gan qi de he xin bu jian ,guang xue ji tong de she ji zhi liang jue ding le jie shou xing xiang dian de hao huai ,ying xiang ji tong de hou xu chu li guo cheng su du yi ji ding wei de zhun que du 。guang xue ji tong de zhuang diao shi bao zheng cheng xiang zhi liang de chong yao huan jie 。yin ci ,kai zhan xing min gan qi jing tou she ji ji zhuang diao ji shu de yan jiu ju you chong yao yan jiu yi yi 。wei le di gao ji tong de xiang dui kong jing ,ta kuan tan ce de guang pu fan wei ,de dao xing neng you liang 、fu ge shi ji jia gong sheng chan shui ping de xing min gan qi guang xue ji tong ,ji yu wei xing ping tai de gong neng xu qiu ,ben wen ji tong de diao yan he fen xi le guo nei wai xing min gan qi de guang xue ji tong ,tong guo xiang guan can shu ji suan yi ji chuan gan qi ling min du mo xing de jian li ,que ding le xing min gan qi guang xue ji tong de she ji can shu 。gen ju que ding de can shu ,she ji le yi kuan xing min gan qi guang xue ji tong ,gai guang xue ji tong you 1pian bao hu bo li 、7pian qiu mian tou jing he yi pian lv guang pian zu cheng ,guang pu fan wei wei 500~800 nm,jiao ju wei 50 mm,xiang dui kong jing wei 1/1.25,shi chang jiao wei 8.45°×8.45°(dui jiao xian shi chang jiao wei 11.96°),zong chang wei 83.33 mm。ji tong cai yong xiang fang yuan xin guang lu ,jian xiao le yin xiang mian li jiao ji ji ta yin su yin qi de ce liang wu cha 。you hua hou de ji tong ji bian xiao yu 0.5%,zhi xin se pian cha kong zhi zai ±2μmfan wei nei ,neng liang ji zhong du (3×3xiang yuan nei )da yu 80%,zui da bei lv se cha wei -0.073μm,zhou wai shi chang de mi san ban neng liang ji zhong du he zhou shang shi chang ji ben yi zhi 。dui bi bu tong wen du xia de guang xue ji tong ,jiao ju bian hua liang hen xiao ,yan zheng le mo re hua she ji yuan ze ,jing tou de cheng xiang zhi liang liang hao 。zhuang diao ji shu ying xiang zhao guang xue ji tong cheng xiang xing neng de hao huai ,dui yu ben wen she ji de xing min gan qi guang xue ji tong ,ben wen yan jiu le zhen dui ci lei xing de she she shi guang xue ji tong chang yong de zhuang diao fang fa ,zhu yao bao gua :zhi jie zhuang diao fa 、ding xin che xiao zhuang diao fa 、ding xin diao zheng zhuang diao fa ,bing chong dian fen xi le kuo yong yu xing min gan qi guang xue ji tong de zhuang diao fang fa 。zai ci ji chu shang ,yan jiu le yi chong xin xing de zi dong ding xin zhuang diao ji shu ,bing da jian xiang guan shi yan 。jie guo biao ming ,ci chong ji shu de ce liang jing du ke yi da dao wei mi liang ji ,ke ying yong yu wei lai de xing min gan qi guang xue ji tong ji ji ta gao jing du guang xue ji tong de zhuang diao ,jiang di le zhuang diao nan du ,di gao le guang xue ji tong de zhuang diao jing du 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自长春理工大学的孟祥月,发表于刊物长春理工大学2019-10-23论文,是一篇关于星敏感器论文,光学系统设计论文,光学装调技术论文,自动定心论文,长春理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自长春理工大学2019-10-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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