【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提升几何定位精度的光电成像系统，属于红外遥感和空间。
技术介绍
1、几何定位是遥感卫星影像的基本属性之一，在“看得清”的基础上，如何使其“定得准”，是决定遥感卫星能否满足用户应用的重要瓶颈。几何定位精度是评价几何质量的重要指标，也是评判遥感影像应用范围的主要依据。
2、如何提升光电成像遥感卫星的几何精度越来越受到关注，随着卫星分辨率、视场的不断提升、载荷规模的不断增大，采用品字形、田字型、多通道光学+探测器拼接来实现大视场、高分辨遥感成像，成像链路中对目标定位精度的影响要素也更加复杂，实现目标定位精度指标的难度和挑战都有大幅增加。
3、卫星的高几何定位精度受外方位元素和相机内方位元素影响。当前红外拼接成像光电系统中，内方位元素方面，拼接探测器材料与基板材料不一致，两者膨胀系数不同，存在较大应力；外方位元素方面，通过多通道光学系统成像的相机各自独立设计主承力、底板结构，通道间视轴的变化一致性无法保证；测量姿态的星敏与相机非一体化安装，星敏视轴变化与相机视轴变化无关联性；相机-星敏之间的夹角指向变化量无测量手段，星敏测姿视轴无法代表相机视轴。导致几何定位精度的内、外方位元素影响因素多，传递链路长：受星敏视轴稳定性、相机视轴稳定性、关联稳定性及多探测器拼接探测器指向稳定性影响；同时，无法实时定标的成像系统，外热流变化导致星敏视轴及相机视轴变化不一致，引起星敏、相机关联视轴变化。光学拼接和探测器拼接成像时，因不是同一的高刚度结构设计，在轨各拼接探测器和光轴指向变化不一致，引起内方位元素的变化不可
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种提升几何定位精度的光电成像系统，通过对系统的一体化设计，减小内方位元素、外方位元素的影响，提高遥感卫星几何定位精度。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种提升几何定位精度的光电成像系统，包括拼接探测器组件、光学系统、相机多通道主承力结构、底板、星敏及星敏支架、夹角测量组件，
4、位于不同通道的光学系统全部安装在相机多通道主承力结构上，所述相机多通道主承力结构与底板连接；
5、星敏在轨测量卫星的姿态信息，多台星敏安装在星敏支架上，星敏支架安装于相机多通道主承力结构上，星敏视场内无遮挡；
6、位于不同通道的拼接探测器组件全部安装在相机多通道主承力结构上，同一通道内一套拼接探测器组件对应一个光学系统；拼接探测器组件包括单模块探测器和拼接基板，所有单模块探测器机械拼接于拼接基板上；
7、多套夹角测量组件分别安装于星敏支架、各光学系统上，对在轨结构变形、星敏视轴变化、相机视轴进行实时关联监测。
8、优选的，所述单模块探测器由探测器芯片、读出电路和封装基板封装构成；其中，封装基板和拼接基板选用同一材料，此材料膨胀系数与读出电路材料膨胀系数处于同一量级。
9、优选的，所述光学系统采用一体化镜筒，材料为钛合金，尺寸以待装的最大镜片尺寸设计，内部设计可调大小的镜片接口，所有镜片安装于镜筒中。
10、优选的，相机多通道主承力结构和底板选用热膨胀系数小于10-5/k，比刚度高于300gpa的复合材料，相机多通道主承力结构上设有加强筋。
11、优选的，相机多通道主承力结构与底板通过bipods杆连接。
12、优选的，星敏支架选用钛合金材料。
13、优选的，对星敏感器采取控温措施，将星敏感器的温度稳定性及均匀性控制在±0.3℃以内。
14、优选的，每一个光学系统上安装一套夹角测量组件，星敏支架上安装一套夹角测量组件，实现星敏光轴和相机光轴三轴的相对指向变化实时监测。
15、优选的，夹角测量组件包括一台夹角测量仪和一个反射镜，夹角测量仪和反射镜的安装要满足在光路上无遮挡。
16、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
17、(1)本专利技术探测器基板和探测器拼接基板选用高比刚度，与探测器读出电路膨胀系数相一致或相似材料，提供高位置稳定性和避免热膨胀系数不一致导致的应力变形，解决内方位元素变化不一致问题。
18、(2)本专利技术直接测量星敏和相机视轴，避免了星敏外基准变化不代表星敏视轴变化、相机主结构变化不代表相机视轴变化问题。
19、(3)本专利技术采用了镜头一体设计、相机多通道主承力结构一体化设计、主承力结构与底板结构一体设计、星敏及相机一体化设计，避免了镜头自身变化不一致、各通道变化不一致、相机星敏变化不一致问题，适用于品字形、田字型相机和光学+探测器复合拼接相机多类型相机
20、(4)本专利技术实时测量在轨定标，各视轴变化情况，避免了之前变化状态不清楚导致卫星几何定位不准问题。
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1.一种提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，包括拼接探测器组件、光学系统、相机多通道主承力结构、底板、星敏及星敏支架、夹角测量组件，
2.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，所述单模块探测器由探测器芯片、读出电路和封装基板封装构成；其中，封装基板和拼接基板选用同一材料，此材料膨胀系数与读出电路材料膨胀系数处于同一量级。
3.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，所述光学系统采用一体化镜筒，材料为钛合金，尺寸以待装的最大镜片尺寸设计，内部设计可调大小的镜片接口，所有镜片安装于镜筒中。
4.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，相机多通道主承力结构和底板选用热膨胀系数小于10-5/K，比刚度高于300Gpa的复合材料，相机多通道主承力结构上设有加强筋。
5.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，相机多通道主承力结构与底板通过BIPODS杆连接。
6.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，对星敏感器采取控温措施，将星敏感器的温度稳定性及均匀性控制在±0.3℃以内。
8.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，每一个光学系统上安装一套夹角测量组件，星敏支架上安装一套夹角测量组件，实现星敏光轴和相机光轴三轴的相对指向变化实时监测。
9.根据权利要求8所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，夹角测量组件包括一台夹角测量仪和一个反射镜，夹角测量仪和反射镜的安装要满足在光路上无遮挡。
...【技术特征摘要】
1.一种提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，包括拼接探测器组件、光学系统、相机多通道主承力结构、底板、星敏及星敏支架、夹角测量组件，
2.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，所述单模块探测器由探测器芯片、读出电路和封装基板封装构成；其中，封装基板和拼接基板选用同一材料，此材料膨胀系数与读出电路材料膨胀系数处于同一量级。
3.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，所述光学系统采用一体化镜筒，材料为钛合金，尺寸以待装的最大镜片尺寸设计，内部设计可调大小的镜片接口，所有镜片安装于镜筒中。
4.根据权利要求1所述的提升几何定位精度的光电成像系统，其特征在于，相机多通道主承力结构和底板选用热膨胀系数小于10-5/k，比刚度高于300gpa的复合材料，相机多通道主承力结构上设有加强...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，尹可，马晨，李劲东，田景峰，唐宏晨，张国俊，王思恒，李享，倪辰，赵会杰，李爱华，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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