一种红外低温相机的视轴引出方法

摘要

本发明提供了一种红外低温相机的视轴引出方法，利用经纬仪分别将相机视轴和低温平行光管视轴引出到第一外基准立方棱镜和第二外基准立方棱镜，通过两立方镜坐标系的方向余弦矩阵关系，将红外低温相机的视轴引出到低温平行光管的视轴方向。本发明实现了红外低温相机的视轴引出，解决了红外低温相机因探测器不能在常温下正常工作而无法采用传统方法进行视轴引出的问题。

主权项

1.一种红外低温相机的视轴引出方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)在常温下用干涉仪(17)测试红外低温相机(14)各个视场的像质，确定出相机的中心视场，把中心视场的方向定义为红外低温相机(14)的视轴方向；保持红外低温相机(14)和干涉仪(17)的位置不动，将第一外基准立方棱镜(7)安装在相机上；用第一经纬仪(13)自准干涉仪(17)出射平行光的方向，第二经纬仪(15)、第三经纬仪(16)自准第一外基准立方棱镜(7)，之后通过第二经纬仪(15)、第三经纬仪(16)和第一经纬仪(13)之间的两两对瞄，得到红外低温相机(14)视轴在第一外基准立方棱镜(7)坐标系∑₁下的单位矢量$\overrightarrow{s}=(x_1,y_1,z_1);$(2)将离轴抛物镜(3)放置到隔振气浮平台(12)上，使干涉仪(17)出射的平行光，经离轴抛物镜(3)后成像于离轴抛物镜(3)焦面处；利用自准直原理，在离轴抛物镜(3)焦面位置放置标准球面镜(22)，使从干涉仪(17)出射的平行光线经过标准球面镜(22)后能够原路返回至于涉仪(17)；(3)干涉仪(17)测量离轴抛物镜(3)像质，调整离轴抛物镜(3)的俯仰和旋转，并相应调整标准球面镜(22)的平移、俯仰和旋转，直至离轴抛物镜(3)波像差最小；定义此时干涉仪(17)出射平行光的方向为离轴抛物镜(3)方向；(4)用第四经纬仪(19)自准干涉仪(17)出射平行光的方向，将第二外基准立方棱镜(2)安装在离轴抛物镜(3)背后，用第五经纬仪(20)、第六经纬仪(21)自准第二外基准立方棱镜(2)，之后通过第六经纬仪(21)、第五经纬仪(20)和第四经纬仪(19)之间两两对瞄，得到离轴抛物镜(3)视轴在第二外基准立方棱镜(2)坐标系∑₂下的单位矢量(5)以干涉仪(17)为基准得到两立方镜坐标系的夹角余弦矩阵其中上标T表示转置；(6)将离轴抛物镜(3)和红外低温相机(14)固定安装到测试台(11)上，用第七经纬仪(6)、第八经纬仪(10)自准第一外基准立方棱镜(7)，第七经纬仪(6)和第八经纬仪(10)对瞄，得到第一外基准立方棱镜(7)三个坐标轴在第七经纬仪(6)坐标系∑₀下的单位向量和第九经纬仪(1)和第十经纬仪(4)自准第二外基准立方棱镜(2)，第九经纬仪(1)和第十经纬仪(4)对瞄，第十经纬仪(4)再与第七经纬仪(6)对瞄，得到第二外基准立方棱镜(2)三个坐标轴在第七经纬仪(6)坐标系∑₀下的单位向量和以第七经纬仪(6)为基准的两个立方镜坐标系的夹角余弦矩阵N；(7)分别调整红外低温相机(14)和离轴抛物镜(3)的俯仰和旋转，直至矩阵N与矩阵M一致；定义离轴抛物镜(3)的视轴方向为低温平行光管的视轴方向；此时红外低温相机(14)视轴方向与低温平行光管视轴方向一致；(8)用五棱镜法将模拟靶标(9)放置在离轴抛物镜(3)的焦面处。