一种用于全天时星光导航的星光定向仪结构

摘要

一种用于全天时星光导航的星光定向仪结构，包括主结构、探头组件(含探测器、探头电路板、镜座和光学系统)、辅助支撑组件(含支撑架、托环和压环)及电路单元；本发明采用双视场组合的方式；电路单元中，光电转换模块接收导航星光子，将其转换为模拟电压信号，输出到模数转换模块；DPU处理模块向光电转换模块和模数转换模块提供驱动信号；制冷模块产生控制电流，实现光电转换模块制冷；模数转换模块实现模拟电压信号到数字信号的转换，并将数字信号下传到DPU处理模块；DPU解算数字信号，输出航向和位置信息。本发明简化了结构形式，具有提高探头观测精度、安装误差可精确测量、提高探测灵敏度、提高星光定向仪导航精度等优点。

主权项

一种用于全天时星光导航的星光定向仪结构，其特征在于：包括主结构(1)、探头组件(3、8、12、13)、辅助支撑组件(5、6、7)和电路单元；星光定向仪选择近红外波段为探测波段；所述主结构(1)，为探头组件(3、8、12、13)、辅助支撑组件(5、6、7)和电路单元提供支撑固定；所述探头组件(3、8、12、13)共两套，彼此成180度对称分布，仰角均为45度，分别指向不同天区；每套探头组件(3、8、12、13)包括探测器(12)、探头电路板(13)、镜座(3)和光学系统(8)，镜座(3)用于安装光学系统(8)，镜座(3)内表面黑色阳极氧化处理，使黑体发射系数ε_H≥0.85；光学系统(8)安装于镜座(3)前端，将导航星光子收集到探测器(12)敏感面，探测器(12)敏感导航星光子；所述辅助支撑组件(5、6、7)为光学系统(8)提供辅助支撑；所述电路单元包括二次电源模块、光电转换模块、模数转换模块、制冷模块和DPU处理模块；二次电源模块为光电转换模块、模数转换模块、制冷模块和DPU处理模块供电；光电转换模块在DPU处理模块所提供得驱动信号控制下，接收探测器(12)敏感的导航星光子，将这些导航星光子转换为模拟电压信号，输出到模数转换模块；DPU处理模块向光电转换模块和模数转换模块提供驱动信号，基于PID控制算法产生数字控制量并提供给制冷模块；制冷模块在DPU处理模块提供的数字控制量控制下，产生控制电流，并输出给光电转换模块的制冷器，实现光电转换模块制冷；模数转换模块在DPU处理模块所提供驱动信号的控制下，实现来自光电转换模块的模拟电压信号到数字信号的转换，并将数字信号下传到DPU处理模块；DPU处理模块采集模数转换模块输出的数字信号，对数字信号进行解算得到姿态信息，并接收外部惯导系统的姿态信息，通过坐标系转换可得出地理坐标系下星光定向仪结构所安装载体的航向信息，通过计算地心矢量在惯性坐标系中的位置和方向，获得载体的地理位置，从而载体的全天时导航。