1 江苏大学 机械工程学院, 镇江 212013
2 中国科学院 南京天文仪器有限公司, 南京 210042
为了减少多个星敏感器地面热漂移标定时受到不同安装平台的位置误差影响,采取一种多星敏感器地面热漂移标定位置误差检测方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了-25℃~60℃真空状态下系统中基准方棱镜变形的位置偏移量数据, 并进行了标定位置误差精度分析。结果表明, 多星敏感器位置绕各轴产生的最大偏移量分别为-39.341″/℃,-0.060″/℃,-24.137″/℃, 通过建立误差检测模型对位置误差进行计算, 将其从姿态测量结果的偏移量中剔除后获得更准确的星敏感器姿态测量四元数, 剔除位置误差后的系统精度至少提高了11%。该研究在提高星敏感器热漂移标定精度方面具有很好的应用前景。
测量与计量, 标定位置误差, 四元数姿态解算, 星敏感器 measurement and metrology calibration position error quaternion solution attitude star sensor thermal drift
1 中国科学院 南京天文仪器研制中心，江苏 南京 210042
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
3 中国科学院 南京天文仪器有限公司，江苏 南京 210042
球面检验镜口径不断增大导致其检验精度下降，针对该问题，本文优化设计了2.7米标准球面镜的重锤支撑参数，并对该标准球面镜的调整架以及支撑系统进行了结构设计。首先，利用有限元和遗传算法，对镜体进行了54点等力支撑环带优化，针对增加嵌套孔后镜体刚度变差的情况，对各环带底支撑力和侧支撑力分别进行了优化；然后，利用统计方法分析了支撑半径和支撑力误差对支撑变形的影响；最后，基于优化分析结果对标准检验镜的调整架和支撑系统进行了结构设计。分析结果表明，经过对标准球面镜54点支撑位置、各环带底支撑力和侧支撑力进行优化设计后，在球面镜支撑变形RMS（Root Mean Square）小于1/115λ（λ=632.8 nm），底支撑位置扰动为±2 mm，侧支撑位置扰动为±0.6 mm，以及支撑力扰动为±3 N的情况下，支撑变形小于1/70λ，满足标准球面镜的支撑要求。
标准球面镜 重锤支撑 优化设计 扰动分析 standard spherical mirror heavy hammer support optimized design disturbance analysis
1 中国科学院南京天文仪器研制中心, 江苏 南京 210042
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 江苏大学, 江苏 镇江 212013
提出一种基于误差解耦的星敏感器热漂移标定系统。根据标定原理和星等模拟要求,设计自准直光学标定系统和误差解耦光路。根据共光路特性,由自准直仪和CCD获得星敏感器安装误差和热变形与安装变形形成的耦合误差,将安装变形误差从耦合误差中剔除后获得准确的星敏感器姿态转移四元数。仿真试验结果表明,温度范围在-25~60 ℃环境下,星敏感器标定时绕各轴产生的最大变化误差分别为0.2638,0.1317,0.0472 (″)/℃,与理想结果误差控制在0.02 (″)/℃的范围内,这为减少星敏感器标定中产生的耦合误差和提高热漂移标定精度提供一种新的思路和方法。
测量 星敏感器 误差解耦 标定 中国激光
2019, 46(10): 1004004
