一种深空自主导航星敏感器的半物理仿真试验系统及方法

摘要

本发明提供一种深空自主导航星敏感器的半物理仿真试验系统及方法。其恒星敏感器模拟器放置在模拟器支撑架上，自主导航星敏感器固定在三轴速率转台上；自主导航星敏感器的入瞳中心在三轴速率转台水平旋转中心轴上；恒星敏感器模拟器的出瞳与自主导航星敏感器的入瞳相对接，恒星敏感器模拟器的光轴与自主导航星敏感器的光轴重合；自主导航星敏感器、三轴速率转台和恒星敏感器模拟器均与控制与信息处理计算机连接。本发明能够解决用于小行星自主导航甚高精度恒星敏感器的恒星模拟，验证恒星敏感器的测量精度和自主导航定位精度，对于深空自主导航敏感器研制具有广阔的应用前景。

主权项

一种深空自主导航星敏感器的半物理仿真试验系统，它包括一个恒星敏感器模拟器(9)和一个自主导航星敏感器(8)，其特征在于：所述的恒星敏感器模拟器(9)放置在模拟器支撑架(12)上；所述的自主导航星敏感器(8)固定在三轴速率转台(11)上，自主导航星敏感器(8)的入瞳中心在三轴速率转台(11)水平旋转中心轴上；所述的恒星敏感器模拟器(9)的出瞳与自主导航星敏感器(8)的入瞳相对接，恒星敏感器模拟器(9)的光轴与自主导航星敏感器(8)的光轴重合；自主导航星敏感器(8)、三轴速率转台(11)和恒星敏感器模拟器(9)均与控制与信息处理计算机(13)连接；上述的恒星敏感器模拟器(9)用于模拟深空探测器巡航段沿途可观测的小行星及其附近恒星发光，恒星敏感器模拟器(9)的具体结构为：它包括准直物镜(1)，在准直物镜(1)的焦平面上设有星点靶标(3)，通过准直物镜(1)将星点靶标(3)成像到无限远；星点靶标(3)固定在焦面调整机构(6)上以实现多自由度调整；靶标照明装置(5)为星点靶标(3)提供照明；在准直物镜(1)和星点靶标(3)之间设置分光组件(2)，分光组件(2)与星点靶标(3)的距离大于准直物镜(1)的入瞳半径；在分光组件(2)侧面还设有检测靶标(4)，检测靶标(4)到分光组件(2)的中心距离与星点靶标(3)到分光组件(2)的中心距离相等；在准直物镜(1)前面设置自准直反射镜(7)；上述自主导航星敏感器(8)用于深空探测巡航段自主导航的小行星观测量的测量，通过该敏感器拍摄巡航段已知星历的小行星及其周围恒星，通过星图识别确定小行星在惯性空间的指向，这样经过多次拍摄得到多颗小行星 在惯性空间的指向，再根据星历表进行几何解算和滤波处理得到深空探测器在惯性空间的轨道位置和速度；所述的控制与信息处理计算机(13)用于三轴速率转台(11)的控制，并对模拟姿态变化所得到的运动拖影图像的信息进行处理。