发明名称 一种空间目标光学特性实测条件的室内模拟方法
摘要 本发明提供一种空间目标光学特性实测条件的室内模拟方法,其包括:步骤1,布置空间目标光学特性实测条件模拟的装置:步骤2,建立空间目标模型的本体坐标系;步骤3,建立室内模拟装置的参考坐标系;步骤4,定义光源矢量VL、探测器矢量VD;步骤5,建立辅助坐标系;步骤6,零时刻将本体坐标系三轴分别与参考坐标系三轴重合,探测器矢量VD与光源矢量VL平行;步骤7,某时刻t,真实卫星光照及探测角度变化后,获取真实卫星上从该时刻t到零时刻的角度变化,根据上述三个坐标系调整该室内模拟系统,实现真实空间目标光照与观测条件的模拟,进一步实现真实空间目标观测过程的模拟。
申请公布号 CN104792347A 申请公布日期 2015.07.22
申请号 CN201510081259.8 申请日期 2015.02.15
申请人 中国科学院光电研究院 发明人 赵飞;徐融;杨新;项磊
分类号 G01D11/00(2006.01)I 主分类号 G01D11/00(2006.01)I
代理机构 北京理工大学专利中心 11120 代理人 张瑜;仇蕾安
主权项 一种空间目标光学特性实测条件的室内模拟方法,其特征在于,包括:步骤1,布置空间目标光学特性实测条件模拟的装置:步骤1‑1,选取所述装置的各个部件,所述部件包括:光源(1)、反射镜(2)、三轴转台(3)、探测器(4)、探测器导轨(5)、空间目标模型(6)和探测器支架(7);步骤1‑2,在室内选取一半圆区域,在半圆区域内布置所述各个部件:在半圆区域的圆心处安装三轴转台(3);在所述半圆区域外部安装光源(1)、反射镜(2),将光源(1)发出的光通过反射镜(2)反射至安装于三轴转台(3)的空间目标模型(6)上;将探测器支架(7)一端安装探测器(4),另一端与三轴转台连接,使其围绕三轴转台进行180度运动,且运动轨迹为所述半圆区域的圆弧,探测器支架转轴设为Axis 0,通过其转动控制光源、目标模型、探测器三者的观测相位角;选取半六边形的探测器导轨(5),将该探测器导轨(5)的中心与半圆区域的圆心重合,并将探测器支架(7)通过活动支点配件可活动的连接于探测器导轨(5),使所述活动支点配件可沿探测器导轨(5)运动,同时可沿探测器支架(7)的延伸方向运动;设计三轴转台(3):所述三轴转台(3)包括底座(31)、第一支撑臂(32)、第二支撑臂(33)和第三支撑臂(34),将底座(31)固定于地面上,第一支撑臂(32)可转动的安装于底座(31)上,转轴设为Axis 1,并通过第一支撑臂(32)的转动控制空间目标模型(6)相对于光源方向的偏航角;将第二支撑臂固定于第一支撑臂(32)上,第三支撑臂(34)可转动的安装于第二支撑臂(33)上,转轴设为Axis2,通过第三支撑臂(34)的转动控制空间目标模型(6)相对于光源方向的滚动角;第三支撑臂(34)两端均设有延伸段,将空间目标模型(6)安装于两延伸段之间,空间目标模型(6)围绕的转轴为Axis3,通过空间目标模型(6)的转动调整空间目标模型(6)相对于光源方向的俯仰角;上述Axis 1垂直于地面,Axis2平行于地面,通过第三支撑臂(34)的转动使得Axis3在一个平面内转动,该平面垂直于Axis2;空间目标模型(6)位于Axis 1、Axis2和Axis3的交点上;步骤2,建立空间目标模型的本体坐标系OXYZ:原点O在空间目标模型(6)的几何中心上,Z轴对应真实卫星的有效载荷指向,Y轴对应真实卫星的卫星帆板轴指向,X轴相对于Y轴和Z轴满足右手定律;步骤3,建立室内模拟装置的参考坐标系OX’Y’Z’,相对于实验室空间固定:原点O在三轴转台(3)的旋转中心上,与空间目标模型(6)中心重合,X’轴从空间目标模型(6)的几何中心开始,指向反射镜(2)中心,Y’轴从空间目标模型(6)的几何中心开始,垂直于地面,指向上方,Z’轴相对于X’轴和Y’轴满足右手定律;步骤4,定义光源矢量VL、探测器矢量VD:光源矢量VL从空间目标模型(6)的几何中心开始,指向反射镜(2)的中心,探测器矢量VD从空间目标模型(6)的几何中心开始,指向探测器(4);步骤5,以参考坐标系中的OX’Z’面作为参考平面,作本体坐标系中的Y轴在该参考平面上的投影,获得矢量PY,以该矢量PY为Z”轴,以参考坐标系中的Y’轴为Y”轴,以过O垂直于O Y”Z”面的矢量为X”轴,建立辅助坐标系OX”Y”Z”;步骤6,零时刻,探测器(4)位于光源矢量VL上,本体坐标系XYZ三轴分别与参考坐标系X’Y’Z’三轴重合,探测器矢量VD与光源矢量VL平行;步骤7,某时刻t,真实卫星光照及探测角度变化后:获取真实卫星上从该时刻t到零时刻的观测相位角变化量Phase Angle,滑动探测器支架且滑动角度为Phase Angle,使得VL和VD间的夹角等于Phase Angle;获取真实卫星上从该时刻t到零时刻的偏航角变化量Base Angle,控制第一支撑臂绕轴Axis 1转动且转动角度为Base Angle,使得辅助坐标系中X”轴和参考坐标系中X’轴的夹角等于Base Angle;获取真实卫星上从该时刻t到零时刻的目标滚动角变化量Roll Angle,控制第三支撑臂绕轴Axis 2转动且转动角度为Roll Angle,使得参考坐标系中Y’轴和本体坐标系中Y轴的夹角等于Roll Angle;获取真实卫星上从该时刻t到零时刻的目标俯仰角变化量Lift Angle,控制空间目标模型绕轴Axis 3转动且转动角度为Lift Angle,使得辅助坐标系中X”轴和本体坐标系中X轴夹角等于Lift Angle。
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