角反射器或角反射器陣列光軸指向一致性檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學(xué)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種角反射器光軸指向一致性或者角反射器 陣列中各子角反射器的光軸指向一致性檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 角反射器是一種使入射到角反射器中的光線(xiàn)按照與入射方向相平行的方向返回 的光學(xué)器件，廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星、飛機(jī)等激光測(cè)距系統(tǒng)中。角反射器使激光器發(fā)出的激光 精確地按照與入射方向相反的方向返回到激光測(cè)距系統(tǒng)中，通過(guò)測(cè)量激光測(cè)距儀發(fā)出激光 和接收到返回激光的時(shí)間，可計(jì)算出目標(biāo)距激光測(cè)距儀的距離。
[0003] 隨著宇航技術(shù)的發(fā)展，角反射器在上個(gè)世紀(jì)末期開(kāi)始被廣泛地應(yīng)用在空間衛(wèi)星交 會(huì)對(duì)接測(cè)試裝置中，通過(guò)在衛(wèi)星A上安裝一定數(shù)量的角反射器及角反射器陣列，在衛(wèi)星B上 安裝觀(guān)測(cè)定位相機(jī)，衛(wèi)星B上帶有主動(dòng)照明裝置，主動(dòng)照明裝置發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)衛(wèi)星A上安 裝的角反射器返回后被衛(wèi)星B上的觀(guān)測(cè)定位相機(jī)探測(cè)，通過(guò)判定各角反射器及角反射器陣 列相對(duì)于衛(wèi)星B的張角，從而計(jì)算得到衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的相對(duì)位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)高精度軌道定 位，為衛(wèi)星交會(huì)對(duì)接提供衛(wèi)星姿態(tài)參數(shù)。
[0004] 角反射器是一種通光面為圓柱面，反射面為兩兩相互正交的=個(gè)平面的回光器 件。入射光線(xiàn)經(jīng)過(guò)角反射器底面=個(gè)反射面的=次反射后按光線(xiàn)入射方向的反方向返回。 當(dāng)入射光線(xiàn)與角反射器中屯、軸平行時(shí)，角反射器的回光效率最高，可W達(dá)到98%W上，隨著 入射光線(xiàn)角度的增大，角反射器有效回光面積減小，當(dāng)入射光線(xiàn)與角反射器中屯、軸夾角大 于30°時(shí)，角反射器的回光效率僅為10%左右，因此，角反射器在不同入射角度下的回光 效率是不同的。
[0005] 在實(shí)際使用時(shí)，角反射器回光能量的強(qiáng)弱直接影響設(shè)備對(duì)其定位精度，特別是在 使用角反射器陣列作為目標(biāo)源時(shí)，由于角反射器陣列中各個(gè)子角反射器的指向不一致性， 必然導(dǎo)致在觀(guān)測(cè)定位相機(jī)視場(chǎng)內(nèi)拍攝到的角反射器陣列亮度和大小不一致，影響觀(guān)測(cè)定位 相機(jī)對(duì)角反射器載體姿態(tài)的判讀精度。
[0006] 隨著宇航技術(shù)的發(fā)展，對(duì)角反射器及角反射器陣列中各子角反射器的光軸一致性 提出了更高的要求，而目前尚沒(méi)有專(zhuān)口測(cè)試角反射器及角反射器陣列中各子角反射器的光 軸一致性的裝置或方法，也未見(jiàn)有相關(guān)的公開(kāi)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種專(zhuān)口測(cè)試角反射器 或角反射器陣列中各子角反射器的光軸指向一致性的檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，W實(shí)現(xiàn)角反射 器或角反射器陣列中各子角反射器的光軸指向與角反射器安裝基準(zhǔn)面法線(xiàn)之間夾角的快 速和準(zhǔn)確測(cè)量。
[000引本發(fā)明的技術(shù)解決方案是；
[0009] 本發(fā)明提供了一種角反射器或角反射器陣列光軸指向一致性檢測(cè)系統(tǒng)，其特殊之 處在于：包括準(zhǔn)直光源單元、液晶光閥動(dòng)態(tài)光闊單元、角反射器姿態(tài)調(diào)整單元、CCD測(cè)量單 元W及控制單元；液晶光閥動(dòng)態(tài)光闊單元設(shè)置在準(zhǔn)直光源單元的出射光路上；角反射器姿 態(tài)調(diào)整單元設(shè)置在液晶光閥動(dòng)態(tài)光闊單元的出射光路上；被測(cè)角反射器或角反射器陣列設(shè) 置于角反射器姿態(tài)調(diào)整單元上；CCD測(cè)量單元設(shè)置在經(jīng)被測(cè)角反射器或角反射器陣列反射 后的反射光所在光路上；控制單元分別與準(zhǔn)直光源單元、液晶光閥動(dòng)態(tài)光闊單元、角反射器 姿態(tài)調(diào)整單元W及CCD測(cè)量單元相連。
[0010] 上述液晶光閥動(dòng)態(tài)光闊單元包括液晶光閥、與液晶光閥相連的液晶光閥控制電路 W及用于調(diào)整液晶光閥位置的二維平移調(diào)整單元；液晶光閥位于二維平移調(diào)整單元上并設(shè) 置在準(zhǔn)直光源單元的出射光路上；角反射器姿態(tài)調(diào)整單元設(shè)置在液晶光閥的出射光路上； 控制單元分別與液晶光閥控制電路W及二維平移調(diào)整單元相連。
[0011] 上述二維平移調(diào)整單元包括升降調(diào)整系統(tǒng)W及設(shè)置在升降調(diào)整系統(tǒng)上的電控平 移臺(tái)；液晶光閥設(shè)置在電控平移臺(tái)上；控制單元分別與升降調(diào)整系統(tǒng)W及電控平移臺(tái)相 連。
[0012] 上述角反射器姿態(tài)調(diào)整單元包括角反射器安裝工裝W及用于調(diào)整角反射器安裝 工裝的基準(zhǔn)面法線(xiàn)位置的二維水平調(diào)整單元；角反射器安裝工裝位于二維水平調(diào)整單元上 并設(shè)置在液晶光閥的出射光路上；被測(cè)角反射器或角反射器陣列安裝于角反射器安裝工裝 上；控制單元與二維水平調(diào)整單元相連。
[0013] 上述二維水平調(diào)整單元包括電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)W及設(shè)置在電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的電控角位移 臺(tái)；所述角反射器安裝工裝設(shè)置于電控角位移臺(tái)上；所述控制單元分別與電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)W及 電控角位移臺(tái)相連。
[0014] 上述CCD測(cè)量單元包括依次設(shè)置在經(jīng)被測(cè)角反射器或角反射器陣列反射后的反 射光所在光路上的匯聚物鏡和CCD探測(cè)器；CCD探測(cè)器設(shè)置在匯聚物鏡的焦平面上；控制單 元與CCD探測(cè)器相連。
[0015] 上述準(zhǔn)直光源單元包括準(zhǔn)直物鏡、設(shè)置在準(zhǔn)直物鏡焦平面上的星點(diǎn)分劃板W及設(shè) 置在準(zhǔn)直物鏡焦平面后的積分球光源系統(tǒng)；星點(diǎn)分劃板、準(zhǔn)直物鏡W及液晶光閥依次設(shè)置 在積分球光源系統(tǒng)的出射光路上；控制單元與積分球光源系統(tǒng)相連。
[0016] 上述積分球光源系統(tǒng)包括依次緊密設(shè)置的光源、電控可變光闊W及積分球球體； 電控可變光闊、積分球球體W及星點(diǎn)分劃板依次設(shè)置在光源的出射光路上；控制單元分別 與光源W及電控可變光闊相連。
[0017] 一種基于如上述的角反射器或角反射器陣列光軸指向一致性檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方 法，其特殊之處在于；所述檢測(cè)方法包括W下步驟：
[0018] 1)標(biāo)定好準(zhǔn)直光源單元光軸與CCD測(cè)量單元光軸之間的夾角0 ;
[0019] 2)通過(guò)控制單元進(jìn)行如下調(diào)節(jié)：
[0020] 2. 1)調(diào)節(jié)升降調(diào)整系統(tǒng)和電控平移臺(tái)使液晶光閥的中屯、軸與準(zhǔn)直光源單元的光 軸重合；
[0021] 2. 2)調(diào)節(jié)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)和電控角位移臺(tái)使角反射器安裝工裝的基準(zhǔn)面法線(xiàn)與準(zhǔn)直 光源單元的光軸平行；
[0022] 3)通過(guò)控制單元調(diào)節(jié)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)使角反射器安裝工裝向CCD測(cè)量單元方向轉(zhuǎn)動(dòng) 0 /2角度，將被測(cè)角反射器或角反射器陣列安裝到角反射器安裝工裝上，通過(guò)控制單元點(diǎn) 亮光源，通過(guò)CCD測(cè)量單元測(cè)量經(jīng)被測(cè)角反射器或角反射器陣列中各子角反射器反射回來(lái) 光線(xiàn)的匯聚點(diǎn)；
[0023] 4)利用匯聚點(diǎn)的脫祀量計(jì)算被測(cè)角反射器或角反射器陣列中各子角反射器的光 軸指向與角反射器安裝基準(zhǔn)面法線(xiàn)之間的夾角，具體計(jì)算公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種角反射器或角反射器陣列光軸指向一致性檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于