一種基于微米級led發光技術的星模擬器目標標準源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光學測量儀器技術領域，特別是涉及到一種光學導航敏感器的地面檢測與標定。
【背景技術】
[0002]光學導航敏感器是為飛行器在太空中提供位置及姿態參數的重要裝置，其精度高低將決定著飛行器的精確飛行，因此需對光學導航敏感器的工作參數進行準確的檢測與標定，以確保光學導航敏感器精確的運行精度，從而保證飛行器的飛行精度和安全性。目前光學導航敏感器的精度從低到高，依次分為地球敏感器、太陽敏感器和星敏感器。
[0003]光學導航敏感器的標定有兩種方式:在軌標定和地面標定，在軌標定由于技術難度較大、費用高、標定費時，所以光學導航敏感器的標定基本都采用地面標定的方式。地面標定所用設備根據敏感器的不同，精度由低到高依次分為地球模擬器、太陽模擬器和星模擬器。地面標定的原理是:由模擬器為所標定的光學導航敏感器提供高精度標準發光目標(包括紅外地球圖像、太陽光斑和星圖)，通過計算模擬器所提供的標準發光目標與所標定光學導航敏感器采集到的標準發光目標的圖像之間的誤差，來確定被標定光學導航敏感器工作參數。目前，航天領域為飛行器多配置為星敏感器，其主要工作參數是恒星間的張角和星點亮度(星等)，所以對星敏感器的標定任務也就是在地面采用星模擬器完成這兩個主要工作參數的精度(即星間角距精度和星點亮度(星等)精度)的標定。
[0004]星模擬器由標準目標源與準直光學系統兩部分組成，其工作原理是:位于模擬器準直光學系統焦平面處的標準目標源提供發光目標，通過準直光學系統將此發光目標投射到被標定敏感器的入瞳處，為所標定的光學導航敏感器輸入標定所需的目標圖像。而根據星模擬器的標準目標源工作原理的不同，星模擬器可分為靜態星模擬器、動態星模擬器，但是從相關資料了解到，目前由于已有的星模擬器的目標標準源在設計中，由于原理誤差、發光源性能以及加工工藝等因素，造成了目前用于星敏感器標定的星模擬器精度都相對較低，例如在靜態星模擬器設計中，常采用的LED背光板配合加工有圓形通孔的金屬目標靶的發光目標模擬方法，在標定過程中只能實現固定位置和固定亮度星圖的模擬；而動態星模擬器設計中，常采用的液晶光閥配合液晶顯示器的動態模擬方法，星點位置受液晶光閥的動態噪聲影響很大，而且亞像素元測量精度時，由于像素形狀(矩形形狀)限制，無法實現星點圓度的要求。或者即使所研制的裝置可以實現星圖的對星等和星間張角的精度要求，但是其設計難度和研制的技術要求太高，不適合廣泛推廣。例如有一種采用OLED面陣光源與光纖傳光束配合高精度星點靶標來進行星圖模擬裝置，其星間角距精度可以達到幾μπι，可完成5?10等星的模擬，但是其光纖與OLED的耦合精度以及光纖與靶標的裝調精度要求非常嚴格，研制成本和后期維護費用太高，實際應用投入太大。
[0005]隨著微光電子機械系統(MOEMS)技術的出現，μ LED作為發光光源開始得到重點研宄。而目前，針對基于ULED發光技術的星模擬器目標標準源尚未見報道。因此現有技術當中亟需要一種新型的技術方案來解決這一問題。【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源，整體構成結構簡單，安裝方便，可實現5?10等星模擬，星間距精度(± I μπι，且星點實時可控，設備調配和維護便捷。
[0007]一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源，其特征是:包括箱體、鏡筒、十字分劃板、衰減片、濾光片、μ LED光源、用于μ LED光源定位的電控移動臺、恒溫裝置以及精微可控電源；其中所述箱體的側端面上安裝有鏡筒；所述鏡筒內依次安裝有十字分劃板、衰減片、濾光片；所述箱體的內底面上安裝有用于μ LED光源定位的電控移動臺和精微可控電源；所述ULED光源安裝在用于ULED光源定位的電控移動臺上；所述恒溫裝置安裝在y LED光源的背面。
[0008]所述鏡筒內部依次安裝的十字分劃板、衰減片、濾光片均與鏡筒垂直。
[0009]所述μ LED光源的安裝位置與用于μ LED光源定位的電控移動臺垂直。
[0010]通過上述設計方案，本實用新型可以帶來如下有益效果:一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源，整體構成結構簡單，安裝方便，可實現5?10等星模擬，星間距精度< ±I μπι，且星點實時可控，設備調配和維護便捷。采用ULED光源可實現所模擬星圖中的星點單星亮滅實時可控。
【附圖說明】
[0011]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的說明:
[0012]圖1為本實用新型一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源整體結構示意圖。
[0013]其中1-箱體、2-鏡筒、3-十字分劃板、4-衰減片、5-濾光片、6-μ LED光源、7-用于μ LED光源定位的電控移動臺、8-恒溫裝置、9-精微可控電源。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖對本實用新型進行進一步說明。
[0015]如圖1所示的一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源，包括箱體1、鏡筒2、十字分劃板3、衰減片4、濾光片5、μ LED光源6、用于μ LED光源定位的電控移動臺7、恒溫裝置8以及精微可控電源9 ;其中所述箱體I的側端面上安裝有鏡筒2 ;所述鏡筒2內依次安裝有十字分劃板3、衰減片4、濾光片5 ;所述箱體I的內底面上安裝有用于ULED光源定位的電控移動臺7和精微可控電源9 ;所述μ LED光源6安裝在用于y LED光源定位的電控移動臺7上；所述恒溫裝置8安裝在μ LED光源6的背面。
[0016]所述鏡筒2內部依次安裝的十字分劃板3、衰減片4、濾光片5均與鏡筒2垂直。
[0017]所述μ LED光源6在安裝時，與用于μ LED光源定位的電控移動臺7垂直。
[0018]所述十字分劃板3用于瞄準μ LED光源6上發光點的位置。
[0019]所述衰減片4用于調整目標標準源最終的整體發光亮度。
[0020]所述濾光片5用于對μ LED光源6所發光的波段進行控制，已滿足模擬器的輸出星圖的波長要求。
[0021]所述μ LED光源6是應用MOEMS技術，對外延片進行加工，制成的一副具有發光點尺寸最小可達幾十ym的、多點的發光面，其上的各個發光點可實現單獨、實時可控。尺寸在μ m級別的LED簡稱為μ LED。
[0022]所述用于μ LED光源定位的電控移動臺7通過電機來控制導軌移動臺沿目標標準源的光軸方向移動，精確調整安裝在移動臺上面的μ LED光源6位置，從而保證μ LED光源6位于星模擬器準直光學系統的焦平面處。
[0023]所述恒溫裝置8用于保持μ LED光源6周圍具有穩定的常溫環境，確保μ LED光源6上的各個發光點之間的位置精度不受溫度變化而發生形變的影響。恒溫裝置8貼靠在μ LED光源6背面。
[0024]所述精微可控電源9用于控制μ LED光源6上每個點的亮度，保證μ LED光源6上面的每個點能夠實現單點的實時亮滅和整體亮度的控制。
[0025]本實用新型采用μ LED作為星模擬器的目標標準，用于模擬星圖，位置精度和星等模擬精度高，穩定性好，操作簡單。
【主權項】
1.一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源，其特征是:包括箱體(I)、鏡筒(2)、十字分劃板(3)、衰減片(4)、濾光片(5)、μ LED光源(6)、用于μ LED光源定位的電控移動臺(7)、恒溫裝置(8)以及精微可控電源(9);其中所述箱體(I)的側端面上安裝有鏡筒(2);所述鏡筒(2)內依次安裝有十字分劃板(3)、衰減片(4)、濾光片(5);所述箱體⑴的內底面上安裝有用于μ LED光源定位的電控移動臺(7)和精微可控電源(9);所述μ LED光源(6)安裝在用于μ LED光源定位的電控移動臺(7)上；所述恒溫裝置(8)安裝在μ LED光源(6)的背面。
2.根據權利要求1所述的一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源，其特征是:所述鏡筒(2)內部依次安裝的十字分劃板(3)、衰減片(4)、濾光片(5)均與鏡筒(2)垂直。
3.根據權利要求1所述的一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源，其特征是:所述μ LED光源￠)的安裝位置與用于μ LED光源定位的電控移動臺(7)垂直。
【專利摘要】一種基于微米級LED發光技術的星模擬器目標標準源，屬于光學測量儀器技術領域，包括箱體、鏡筒、十字分劃板、衰減片、濾光片、μLED光源、用于μLED光源定位的電控移動臺、恒溫裝置以及精微可控電源；其中所述箱體的側端面上安裝有鏡筒；所述鏡筒內依次安裝有十字分劃板、衰減片、濾光片；所述箱體的內底面上安裝有用于μLED光源定位的電控移動臺和精微可控電源；所述μLED光源安裝在用于μLED光源定位的電控移動臺上；所述恒溫裝置安裝在μLED光源的背面。本實用新型整體構成結構簡單，安裝方便，可實現5～10等星模擬，星間距精度≤±1μm，且星點實時可控，設備調配和維護便捷。
【IPC分類】G01C25-00
【公開號】CN204329981
【申請號】CN201420842810
【發明人】段潔, 孫向陽, 劉禹彤
【申請人】長春理工大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月26日