甚高精度星模拟器设计

研制了一套星间角距精度优于0.2″的甚高精度星模拟器系统对深空光学导航敏感器进行地面标定和精度测试。采用高精度大口径静态可变目标标准源作为甚高精度星模拟器的核心显示器件模拟星图,同时研制了一种单点可控星图模拟矩阵式LED照明系统为其提供光源,并设计了长焦距大视场投影光学系统使模拟星图成平行光出射,在光学系统出瞳处产生星图,从而完成小天体全视场甚高精度星图的模拟。最后,提出甚高精度星光出射精度的检验方法,理论分析其测量精度为0.14″。结果表明该模拟器可用于对光学导航敏感器的地面标定和精度测试。

长出瞳距静态星模拟器准直光学系统设计

为提高静态星模拟器对无穷远处星空的模拟精度以满足星敏感器地面标定需要,提出一种长出瞳距静态星模拟器准直光学系统的设计方案。首先结合星敏感器地面测试要求得到星模拟器技术指标,进而计算得到准直光学系统的设计参数,其次选取埃尔弗目镜作为初始结构,通过Zemax软件进行设计优化,主要针对系统的畸变进行约束,最终设计结果为:视场6°,焦距343.77 mm,出瞳距1000 mm,全视场范围内畸变小于0.0276%,MTF接近衍射极限,结合公差分析结果,表明系统成像质量较高且具备良好的稳定性。最后通过对静态星模拟器星点位置误差的计算分析,得到系统的星光出射精度优于6.16″,能够实现在长出瞳距下对无穷远处星空的高精度模拟。