本發(fā)明涉及光電測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法及裝置。

背景技術(shù)：

空間天文望遠(yuǎn)鏡是一種安裝在衛(wèi)星平臺上、用于對天體目標(biāo)進行觀測的科學(xué)設(shè)備，由于其受到衛(wèi)星平臺姿態(tài)變化及自身動機構(gòu)如姿控發(fā)動機、太陽帆板等產(chǎn)生的微振動影響，會導(dǎo)致觀測目標(biāo)與空間天文望遠(yuǎn)鏡的光軸發(fā)生偏離，造成空間天文望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量下降。因此，天文望遠(yuǎn)鏡一般需要在光學(xué)系統(tǒng)的邊緣視場加裝多個精細(xì)導(dǎo)星，通過導(dǎo)星實時對星成像，解算星的位置來進行位置偏移信息的反饋，從而驅(qū)動穩(wěn)像機構(gòu)使天文望遠(yuǎn)鏡快擺鏡快速運動，實現(xiàn)對成像的精級穩(wěn)像。

通常情況下，常規(guī)穩(wěn)像精度測試方法所使用的平行光管的口徑都較小，而空間天文望遠(yuǎn)鏡的口徑往往都較大，因此常規(guī)穩(wěn)像精度測試方法無法做到對空間天文望遠(yuǎn)鏡的全口徑覆蓋，從而無法實現(xiàn)對空間天文望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像精度的準(zhǔn)確測試；同時，空間天文望遠(yuǎn)鏡的體積和質(zhì)量都往往較大，現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)穩(wěn)像精度測試方法無法實現(xiàn)對這種體積和質(zhì)量都較大的被測試產(chǎn)品的穩(wěn)像精度的測試。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中的穩(wěn)像精度測試方法無法實現(xiàn)對空間天文望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像精度的準(zhǔn)確測試的問題，提供一種空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法及裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：

一種空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法，所述方法包括以下步驟：

獲取第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)物面為無窮遠(yuǎn)的空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在第一導(dǎo)星上形成的當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像以及第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在第二導(dǎo)星上形成的當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像，所述第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與所述第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器在時序上同步，所述第一導(dǎo)星和所述第二導(dǎo)星均位于所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面；

根據(jù)所述當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像和所述當(dāng)前第二星點動態(tài)圖像生成用于驅(qū)動空間天文望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像機構(gòu)的控制指令；

在所述穩(wěn)像機構(gòu)根據(jù)所述控制指令完成穩(wěn)像后，獲取所述空間天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像，所述星點動態(tài)目標(biāo)圖像為第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面形成的圖像，且所述第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與所述第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器、所述第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器均在時序上同步；

根據(jù)所述星點動態(tài)目標(biāo)圖像中星點動態(tài)目標(biāo)在所述穩(wěn)像機構(gòu)穩(wěn)像前后的位置像元變化量確定所述空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提出一種空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試裝置，所述裝置包括：

導(dǎo)星圖像獲取單元，用于獲取第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)物面為無窮遠(yuǎn)的空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在第一導(dǎo)星上成形的當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像以及第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在第二導(dǎo)星上形成的當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像，所述第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與所述第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器在時序上同步，所述第一導(dǎo)星和所述第二導(dǎo)星均位于所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面；

指令生成單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像和所述當(dāng)前第二星點動態(tài)圖像生成用于驅(qū)動空間天文望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像機構(gòu)的控制指令；

空間天文望遠(yuǎn)鏡圖像獲取單元，用于在所述穩(wěn)像機構(gòu)根據(jù)所述控制指令完成穩(wěn)像后，獲取所述空間天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像，所述星點動態(tài)目標(biāo)圖像為第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面形成的圖像，且所述第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與所述第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器、所述第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器均在時序上同步；

穩(wěn)像精度確定單元，用于根據(jù)所述星點動態(tài)目標(biāo)圖像中星點動態(tài)目標(biāo)在所述穩(wěn)像機構(gòu)穩(wěn)像前后的位置像元變化量確定所述空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度。

上述空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法及裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對空間天文望遠(yuǎn)鏡的導(dǎo)星穩(wěn)像精度的測試，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于沒有足夠大口徑的平行光管能夠與空間天文望遠(yuǎn)鏡的口徑相匹而導(dǎo)致無法準(zhǔn)確測得空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度的缺陷，通過實施本發(fā)明所提出的空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法及裝置，能夠模擬出用于測試空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度的輸入目標(biāo)，在保持空間天文望遠(yuǎn)鏡及導(dǎo)星不動的情況下，改變輸入目標(biāo)，穩(wěn)像機構(gòu)完成正常穩(wěn)像工作后，再根據(jù)空間光學(xué)望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像計算星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量，從而根據(jù)位置像元變化量確定空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度，并且通過穩(wěn)像機構(gòu)的多次穩(wěn)像后，比較多次星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量可以進一步提高導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。本發(fā)明為大視場空間天文望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的檢測提供了一種可借鑒的方法和裝置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明其中一個實施例中空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法的流程示意圖；

圖2為導(dǎo)星與空間天文望遠(yuǎn)鏡的位置關(guān)系示意圖；

圖3為本發(fā)明其中一個實施例中空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試裝置的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖及較佳實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)描述。

在其中一個實施例中，如圖1所示，一種空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法，包括以下步驟：

S100獲取第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)物面為無窮遠(yuǎn)的空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在第一導(dǎo)星上形成的當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像以及第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在第二導(dǎo)星上形成的當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像，所述第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與所述第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器在時序上同步，所述第一導(dǎo)星和所述第二導(dǎo)星均位于所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面；

S200根據(jù)所述當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像和所述當(dāng)前第二星點動態(tài)圖像生成用于驅(qū)動空間天文望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像機構(gòu)的控制指令；

S300在所述穩(wěn)像機構(gòu)根據(jù)所述控制指令完成穩(wěn)像后，獲取所述空間天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像，所述星點動態(tài)目標(biāo)圖像為第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面形成的圖像，且所述第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與所述第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器、所述第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器均在時序上同步；

S400根據(jù)所述星點動態(tài)目標(biāo)圖像中星點動態(tài)目標(biāo)在所述穩(wěn)像機構(gòu)穩(wěn)像前后的位置像元變化量確定所述空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度。

具體地，在本實施例中，空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的物面為無窮遠(yuǎn)，第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后，在第一導(dǎo)星上形成第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像，相似地，第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后，在第二導(dǎo)星上形成第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像，其中第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器在時序上同步，同時，如圖2所示，本實施例中的第一導(dǎo)星和第二導(dǎo)星均位于空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面上。這里由于空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的物面為無窮遠(yuǎn)，因此第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器和第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器可以借助于光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)或者平行光管將目標(biāo)轉(zhuǎn)化為無窮遠(yuǎn)，空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡才能將目標(biāo)匯聚到其像方焦面之上。

在步驟S200中，根據(jù)步驟S100獲取的當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像和當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像生成控制指令，該控制指令用于驅(qū)動空間天文望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像機構(gòu)。導(dǎo)星穩(wěn)像方法是一種在現(xiàn)有的穩(wěn)像技術(shù)中發(fā)展比較成熟的穩(wěn)像方法，相比較于其他穩(wěn)像方法，導(dǎo)星穩(wěn)像的穩(wěn)像效果也相對比較理想。本步驟中根據(jù)獲取的當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像和當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像生成控制指令以驅(qū)動穩(wěn)像機構(gòu)，實現(xiàn)對空間天文望遠(yuǎn)鏡的成像效果的改善，這里導(dǎo)星及其控制系統(tǒng)均是現(xiàn)有技術(shù)，導(dǎo)星根據(jù)接收到的星點圖像(即當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像和當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像)控制穩(wěn)像機構(gòu)運作，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，完全可以利用現(xiàn)有的導(dǎo)星穩(wěn)像技術(shù)實現(xiàn)，此處不再贅述。

在步驟S300中，在穩(wěn)像機構(gòu)根據(jù)控制指令完成穩(wěn)像后，獲取空間天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像，其中星點動態(tài)目標(biāo)圖像為第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面形成的圖像，并且第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器、第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器均在時序上同步。

最后，在步驟S400中，根據(jù)星點動態(tài)目標(biāo)圖像中星點動態(tài)目標(biāo)在穩(wěn)像機構(gòu)穩(wěn)像前后的位置像元變化量確定空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度。具體地，在穩(wěn)像機構(gòu)運作前，空間天文望遠(yuǎn)鏡會輸出一個星點動態(tài)目標(biāo)圖像，對該星點動態(tài)目標(biāo)圖像進行圖像處理，得到星點動態(tài)目標(biāo)的位置信息，并對該星點動態(tài)目標(biāo)圖像和星點動態(tài)目標(biāo)的位置信息進行存儲；在穩(wěn)像機構(gòu)完成穩(wěn)像之后，空間天文望遠(yuǎn)鏡將再次輸出一個星點動態(tài)目標(biāo)圖像，同樣地，對穩(wěn)像后輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像進行圖像處理，得到星點動態(tài)目標(biāo)的位置信息；通過比較穩(wěn)像機構(gòu)運作之前空間天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像和穩(wěn)像機構(gòu)運作之后空間天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像，具體是比較圖像上星點動態(tài)目標(biāo)的位置變化了多少像元，而得到星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量，最后根據(jù)星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量確定穩(wěn)像精度，如果星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量小，則表明空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度高，反之則空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度低。

本實施例中的空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法能夠?qū)崿F(xiàn)對空間天文望遠(yuǎn)鏡的導(dǎo)星穩(wěn)像精度的測試，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于沒有足夠大口徑的平行光管能夠與空間天文望遠(yuǎn)鏡的口徑相匹而導(dǎo)致無法準(zhǔn)確測得空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度的缺陷，通過實施本實施例所提出的空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法，能夠模擬出用于測試空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度的輸入目標(biāo)，在保持空間天文望遠(yuǎn)鏡及導(dǎo)星不動的情況下，改變輸入目標(biāo)，穩(wěn)像機構(gòu)完成正常穩(wěn)像工作后，再根據(jù)空間光學(xué)望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像計算星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量，從而根據(jù)位置像元變化量確定空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度，并且通過穩(wěn)像機構(gòu)的多次穩(wěn)像后，比較多次星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量可以進一步提高導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。本發(fā)明為大視場空間天文望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的檢測提供了一種可借鑒的方法。

作為一種具體的實施方式，本發(fā)明中的第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器、第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器和第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器均為帶有驅(qū)動器的硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)面板，且各個LCOS面板之間由同步脈沖卡控制時序同步；第一光源發(fā)出的照明光束經(jīng)第一分束鏡反射后，照射至對應(yīng)的硅基液晶面板，硅基液晶面板將照明光束反射至第一分束鏡，并經(jīng)第一分束鏡折射后照射進入第一導(dǎo)星平行光管，第一導(dǎo)星平行光管出射的平行光經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡成像后得到當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像；第二光源發(fā)出的照明光束經(jīng)第二分束鏡反射后，照射至對應(yīng)的硅基液晶面板，硅基液晶面板將照明光束反射至第二分束鏡，并經(jīng)第二分束鏡折射后照射進入第二導(dǎo)星平行光管，第二導(dǎo)星平行光管出射的平行光經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡成像后得到當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像；第三光源發(fā)出的照明光束經(jīng)第三分束鏡反射后，照射至對應(yīng)的硅基液晶面板，硅基液晶面板將照明光束反射至第三分束鏡，并經(jīng)第三分束鏡折射后照射進入主平行光管，主平行光管出射的平行光經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡成像后得到光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像。在本實施方式中，由于主平行光管的口徑有限，其只能覆蓋空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的中心視場，因此本實施方式根據(jù)導(dǎo)星的位置，還設(shè)置了2個口徑相對較小的平行光管對準(zhǔn)導(dǎo)星的位置，即設(shè)置了2個導(dǎo)星平行光管，從而保證導(dǎo)星和空間天文望遠(yuǎn)鏡的像面位置均有目標(biāo)；本實施方式還采用LCOS面板作為星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器，由于LCOS面板可以在主控計算機的控制下生成任意形狀，因此具有易調(diào)制和低成本的特點，同時各個LCOS面板要保證時間的同步性，必須要有同步脈沖對這些LCOS面板進行同步操作，從而保證LCOS面板生成的圖像具有相同的運動時序關(guān)系。

同時，在另一個實施例中，本發(fā)明還提出一種空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試裝置，該裝置包括：

導(dǎo)星圖像獲取單元，用于獲取第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)物面為無窮遠(yuǎn)的空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在第一導(dǎo)星上成形的當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像以及第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在第二導(dǎo)星上形成的當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像，所述第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與所述第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器在時序上同步，所述第一導(dǎo)星和所述第二導(dǎo)星均位于所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面；

指令生成單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像和所述當(dāng)前第二星點動態(tài)圖像生成用于驅(qū)動空間天文望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像機構(gòu)的控制指令；

空間天文望遠(yuǎn)鏡圖像獲取單元，用于在所述穩(wěn)像機構(gòu)根據(jù)所述控制指令完成穩(wěn)像后，獲取所述空間天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像，所述星點動態(tài)目標(biāo)圖像為第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器經(jīng)所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡折射后在所述空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的像方焦面形成的圖像，且所述第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器與所述第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器、所述第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器均在時序上同步；

穩(wěn)像精度確定單元，用于根據(jù)所述星點動態(tài)目標(biāo)圖像中星點動態(tài)目標(biāo)在所述穩(wěn)像機構(gòu)穩(wěn)像前后的位置像元變化量確定所述空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度。

由于空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試裝置中各個單元的功能的具體實現(xiàn)方法，與前述的空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試方法實施例中描述的實現(xiàn)方法相同，故此處不再贅述。本實施例中的空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對空間天文望遠(yuǎn)鏡的導(dǎo)星穩(wěn)像精度的測試，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于沒有足夠大口徑的平行光管能夠與空間天文望遠(yuǎn)鏡的口徑相匹而導(dǎo)致無法準(zhǔn)確測得空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度的缺陷，通過實施本實施例所提出的空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試裝置，能夠模擬出用于測試空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度的輸入目標(biāo)，在保持空間天文望遠(yuǎn)鏡及導(dǎo)星不動的情況下，改變輸入目標(biāo)，穩(wěn)像機構(gòu)完成正常穩(wěn)像工作后，再根據(jù)空間光學(xué)望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像計算星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量，從而根據(jù)位置像元變化量確定空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像的精度，并且通過穩(wěn)像機構(gòu)的多次穩(wěn)像后，比較多次星點動態(tài)目標(biāo)的位置像元變化量可以進一步提高導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。

作為一種具體的實施方式，如圖3所示，空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試裝置還包括第一光源11，第二光源21，第三光源31，第一分束鏡12，第二分束鏡22，第三分束鏡32，第一導(dǎo)星平行光管13，第二導(dǎo)星平行光管23，主平行光管33和同步脈沖卡；

第一星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器14、第二星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器24和第三星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器34均為帶有驅(qū)動器的硅基液晶面板，且各個硅基液晶面板之間由同步脈沖卡控制時序同步；

第一光源11發(fā)出的照明光束經(jīng)第一分束鏡12反射后，照射至對應(yīng)的硅基液晶面板14，硅基液晶面板14將照明光束反射至第一分束鏡12，并經(jīng)第一分束鏡12折射后照射進入第一導(dǎo)星平行光管13，第一導(dǎo)星平行光管13出射的平行光經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡成像后得到當(dāng)前第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像；

第二光源21發(fā)出的照明光束經(jīng)第二分束鏡22反射后，照射至對應(yīng)的硅基液晶面板24，硅基液晶面板24將照明光束反射至第二分束鏡22，并經(jīng)第二分束鏡22折射后照射進入第二導(dǎo)星平行光管23，第二導(dǎo)星平行光管23出射的平行光經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡成像后得到當(dāng)前第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像；

第三光源131發(fā)出的照明光束經(jīng)第三分束鏡32反射后，照射至對應(yīng)的硅基液晶面板34，硅基液晶面板34將照明光束反射至第三分束鏡32，并經(jīng)第三分束鏡32折射后照射進入主平行光管33，主平行光管33出射的平行光經(jīng)空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡成像后得到光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像。

在本實施方式中，光源及分束鏡組成的照明光路能夠產(chǎn)生均勻平行光，經(jīng)過LCOS面板反射后產(chǎn)生目標(biāo)，通過平行光管投出，形成無窮遠(yuǎn)目標(biāo)。通過主控計算機控制程序，可在規(guī)定時間內(nèi)逐一控制LCOS面板上的液晶點陣依次工作，即調(diào)制LCOS面板，實現(xiàn)動態(tài)目標(biāo)模擬，使其進行來回往復(fù)運動。

由于有3個平行光管及3個LCOS面板，所以要保證時間的同步性，必須要有同步脈沖對3個LCOS面板進行同步操作，以保證3個LCOS面板生成的圖像有相同的運動時序關(guān)系。

主控計算機將預(yù)設(shè)的圖像下載到LCOS面板的驅(qū)動器的RAM內(nèi)，并利用同步脈沖卡對3個LCOS面板的驅(qū)動器進行同步操作，從而保證LCOS面板的工作同步。LCOS面板開始工作后生成往復(fù)運動的星點動態(tài)目標(biāo)，通過平行光管，將星點動態(tài)目標(biāo)分別投射在空間光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的成像像面及兩個導(dǎo)星上，導(dǎo)星對接收到的第一星點動態(tài)目標(biāo)圖像或者第二星點動態(tài)目標(biāo)圖像進行處理，進行實時計算位置，并生成控制指令以驅(qū)動穩(wěn)像機構(gòu)進行穩(wěn)像工作，穩(wěn)像機構(gòu)完成穩(wěn)像后，檢查天文望遠(yuǎn)鏡生成的星點動態(tài)目標(biāo)圖像，計算其上星點動態(tài)目標(biāo)的位置。通過多次測量星點動態(tài)目標(biāo)位置的變化量，即多次測量星點動態(tài)目標(biāo)在每一次穩(wěn)像機構(gòu)穩(wěn)像前后的位置像元變化量，來確定導(dǎo)星穩(wěn)像的精度，實現(xiàn)對導(dǎo)星穩(wěn)像精度的定量分析和評價。通過空間天文望遠(yuǎn)鏡輸出的星點動態(tài)目標(biāo)圖像觀察往復(fù)運動的星點動態(tài)目標(biāo)是否逐漸穩(wěn)定，來驗證導(dǎo)星穩(wěn)像精度。

在本實施方式中，由于主平行光管的口徑有限，其只能覆蓋空間天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的中心視場，因此本實施方式根據(jù)導(dǎo)星的位置，還設(shè)置了2個口徑相對較小的平行光管對準(zhǔn)導(dǎo)星的位置，即設(shè)置了2個導(dǎo)星平行光管，從而保證導(dǎo)星和空間天文望遠(yuǎn)鏡的像面位置均有目標(biāo)；本實施方式還采用LCOS面板作為星點動態(tài)目標(biāo)發(fā)生器，由于LCOS面板可以在主控計算機的控制下生成任意形狀，因此具有易調(diào)制和低成本的特點，同時各個LCOS面板要保證時間的同步性，必須要有同步脈沖對這些LCOS面板進行同步操作，從而保證LCOS面板生成的圖像具有相同的運動時序關(guān)系。

本發(fā)明所提出的空間天文望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星穩(wěn)像精度測試裝置中，主平行光管可選用試驗室口徑大的平行光管，以保證成像質(zhì)量，導(dǎo)星平行光管可采用小口徑平行光管；硅基液晶(LCOS)面板可采用ForthDD公司的1280×1024分辨率的SXGA型液晶面板，該LCOS器件自帶驅(qū)動器，可將顯示圖形下載到RAM中，實現(xiàn)快速調(diào)用顯示；光源采用克勒照明方式，以保證視場內(nèi)照明均勻；同步脈沖卡可選用Xilinx Spartan6型FPGA實現(xiàn)同步脈沖的發(fā)送，該卡可用PCI總線接口芯片PCI9054實現(xiàn)計算機對同步脈沖卡的控制；主控計算機可采用研華IPC-610工控機實現(xiàn)。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。