星模拟器

摘要： 为满足大视场高精度星敏感器的标定任务,解决星模拟器对星表检索量大速度过慢等问题,提出了一种基于20°×20°视场星模拟器的外切圆形分区检索导航星算法,将星表分为144个子区,通过光轴指向子区的具体位置,确定视场所占的对应子区的编号及个数,筛选并提取子区内的导航星。通过编写测试软件载入15 914颗星的SAO星表进行验证,测试结果表明该算法使星图平均刷新率达到106 Hz,与传统遍历算法相比提升明显,且与目前较先进的高刷新率算法水平相近;通过在同视轴坐标下,将该算法生成的星图与遍历星表算法生成的星图和Stellarium星图做对比,三幅星图的星点位置相同,验证了算法的准确性。

摘要： 为实现对星敏感器的精确标定,对光学系统提出很高的成像位置精度要求及多星模拟能力,需设计具备大视场、低畸变的光学系统。研究了采用自由曲面设计离轴反射式光学系统的方法,通过求解离轴初始结构,分析矢量像差理论及自由曲面多项式的面型特征,给出了像差平衡方式。利用该方法设计了指标为F数=8,焦距为800 mm,视场角为2.4°,工作在400~1100 nm,畸变小于0.0011%,MTF接近衍射极限的光学系统。设计结果表明,该光学系统可用于对星敏感器的检测与标定,证明了该设计方法的有效性。

摘要： 为了在室内测试星敏感器对无穷远星光的跟踪能力,设计一款运用宽光谱色温光源通过平行光管来提供无穷远星光色温模拟的光学系统.该系统采用孔径离轴方式规避同轴系统存在的遮光比现象,主镜引用抛物面使得系统像质更加良好,同时结合楔形状半反半透型次镜解决了透射接收端的宽光谱消像散问题.设计指标要求为:工作波段400～900 nm,入瞳直径300 mm,焦距3150 mm,全视场角0.05°.实际测试结果表明:在次镜不引入非球面情况下,光学系统可实现反射端及透射端的传递函数均接近衍射极限;各视场的波像差均方根值均优于λ/30(λ 为系统主波长),出射光平行度优于1"的指标要求.

摘要： 大视场星模拟器可以提供更广的星图范围.但是现有星模拟器受显示芯片尺寸的限制,最大视场不超过30°.为了增大星模拟器光学系统视场,本文提出一种将同一规格的星模拟器视场进行拼接从而扩大视场的方法.为了降低成本及系统复杂程度、减少系统整体重量,以最少的拼接数目实现最大的拼接视场,文中针对视场重叠区域进行了详细计算与分析,提出以平面拼接为基础的形式简化拼接模型,得到正三角形、正四边形、正六边形3种典型的拼接方式,并推导了3种拼接方式下视场利用率的计算方法.提出了单一视场坐标计算方法,据此确定每个视场的中心位置,得到准确拼接数目.对比结果显示,正六边形拼接方式具有视场利用率更高、拼接数目更少的突出优势,为大视场星模拟器设计提供依据.

摘要： 为解决星模拟器在光谱模拟时存在的衍射问题,提出一种消除数字微镜设备衍射效应的方法。建立标量衍射模型,将数字微镜设备等效为二维闪耀光栅,以光栅衍射理论为基础寻找影响衍射能级的因素,并推导出入射角与衍射效应的耦合关系。当光束沿数字微镜设备对角线入射,高度角为24°时,衍射效率达到最大化提高,衍射效率提高近12%,此时衍射损耗能量最少,数字微镜设备反射时存在衍射效应达到最小,通过ZEMAX优化设计出Czerny-Turner光学结构,校正系统像差。优化结果表明,在500~900 nm谱段内,光谱模拟精度优于5%,全谱段的光谱分辨率优于5 nm,可有效提升星敏感器地面标定精度。

摘要： 为了提高拼接式星模拟器的星图模拟精度,克服传统方法仅通过修正主距提高精度的局限性,提出了一种星图模拟精度的像差校正方法。分析拼接式星模拟器的工作原理和使用方法,优化小畸变平像场高成像质量准直光学系统像差,并根据像差设计结果,结合星点位置测量模型,分别建立畸变修正模型、彗差、场曲的修正模型。利用经纬仪、六维调整机构搭建星点位置精度测量装置,实测结果表明:基于像差理论的修正模型可有效提高拼接式星模拟器的星图精度,最大星点位置误差从48.78"降低至10.75",满足了技术指标。

摘要： 应用65个无穷远目标模拟天区恒星,建立天区恒星坐标系,将J2000.0天球坐标系中恒星坐标转换成星模拟器坐标,通过计算平行光管光轴指向,设计光管安装基座,将所有平行光管按照计算结果放置于光管安装基座上,每个平行光管目标源模拟相应恒星位置.星等调节通过利用占空比调节的可调恒流驱动技术来实现,通过控制占空比,调整LED光源输出照度模拟不同恒星星等.在视场20°×40°范围内,通过对星等和星角距的标定,恒星相对位置模拟精度优于2.48″,星等误差优于4.7％,在±1.5 Mv范围内可调.连续工作4 h,模拟星的照度变化小于6.7％,位置精度无明显变化.

摘要： 在星敏感器高精度的地面精确标定任务中,为满足其对高精度大视场多星模拟器的需求,研制了可实现20°×40°视场内65颗恒星位置、星等精确模拟的高精度星模拟器.文章从星模拟器原理出发,基于星模拟器空间坐标系转换设计了模拟星支架,通过分析影响模拟星指向的误差,采用"主次镜一体式安装"、"全铝式模拟星系统"、"星孔位置补偿"等关键技术,设计高精度模拟星系统;建立各模拟星在o-x'y'z'坐标系中的空间位置模型,推导出各模拟星俯仰偏摆角度、单星指向及星间角距数学模型,并计算出单星指向理论误差及星角距理论误差,作为装调及试验的理论基础.试验结果显示,所有模拟星单星指向误差均优于1.914",任意两模拟星角距误差优于4.3";设计的高精度大视场多星模拟器精度满足要求,解决了新型星敏感器对高精度大视场多星模拟器的需求,可以作为高精度星敏感器地面性能标定的重要设备.

摘要： 本文介绍了星角距的校准模型和校准方法,并就测量不确定度进行了分析.星模拟器是在地面上模拟恒星成像的设备，它发出平行光表征表征其位置、照度、光谱等参数，主要用于星敏感器等天文导航设备的性能测试。星模拟器按照模拟恒星的数量可分为单星模拟器和多星模拟器。单星模拟器用于模拟一颗恒星，多星模拟器用于模拟某个局部星空中的多颗恒星。rn 由于星敏感器主要是通过星光的位置参数解算姿态，因此星光平行度、星角距等几何参数就成为其主要的性能指标。星角距是指在多星模拟器中两束模拟星光之间的夹角，尤其是对于正在迅速发展的高精度、大视场星敏感器，其主要是通过探测多颗恒星之间的星角距进行矢量匹配的方法完成测量，因此能出射多束平行光的多星模拟器就成为其主要的测试设备。

摘要： 灰度弥散模型被广泛应用于模拟星模拟器的成像过程。在实际问题域中，该模型需要巨大的计算能力以完成繁重的数值计算，而目前图形处理单元（GPUs）已经发展成为一种有效的数值处理平台，对于计算密集型模拟具有很好的加速能力。本文设计并实现了GPU平台下，基于统一计算架构(CUDA)的并行灰度模型，可应用于大规模星模拟器的快速灰度模拟。首先分析了该模型具有的双重并行特性并采用CUDA模型模拟其良好的数据并行特征。为了便于对比研究，设计了两类模拟器：一类是串行模拟器作为基准模拟器；另一类是基于CUDA的并行模拟器。同时在并行策略、模型以及GPU实现层面分别给出不同优化方法以有效提高并行效率。最后，设计对应于双重并行粒度的两类测试基准以评估并行模拟器的性能。 数据分析证明CUDA并行模拟器取得良好的性能提升，同时也给出了该模拟器中存在的一些限制。

摘要： 在星跟踪器灵敏度标定检测中,通常要求提供无限远的弱小点光源作为模拟星.设计了一台星模拟器,描述了其结构布局,介绍了工作原理,对采用的关键技术和解决途径进行了分析,比较了两种系统调校方法,并给出了结论.

摘要： 本发明涉及一种星载设备模拟器及采用该星载设备模拟器的整星模拟系统。该星载设备模拟器包括控制器板卡、智能板卡、标准机箱和接口转接箱，所述控制器板卡和所述智能板卡都设置在所述标准机箱中并通过标准总线连接通信，所述标准机箱与所述接口转接箱连接。本发明具有扩展性和灵活性强，降低研制成本，缩短研制周期等优点。

摘要： 本发明涉及一种星载设备模拟器及采用该星载设备模拟器的整星模拟系统。该星载设备模拟器包括控制器板卡、智能板卡、标准机箱和接口转接箱，所述控制器板卡和所述智能板卡都设置在所述标准机箱中并通过标准总线连接通信，所述标准机箱与所述接口转接箱连接。本发明具有扩展性和灵活性强，降低研制成本，缩短研制周期等优点。

摘要： 本发明建议了，构造用于液压的助力‑车辆制动设备的踏板行程模拟器（2），它具有在缸（3）中能够移动的活塞（6）并且具有活塞弹簧（12），所述活塞弹簧对于活塞（6）逆着一种位移地进行加载，其中，所述踏板行程模拟器（2）具有用于活塞（6）的冲程限制器（13，14）。本发明还建议了，具有这种类型的踏板行程模拟器（2）的液压块以及用于调整这种类型的踏板行程模拟器（2）的特性曲线的方法。

摘要： 一种星敏感器与动态光星模拟器精密安装对准装置，其包含：立式支架，采用柔性材料制成，其连接星敏感器上的遮光罩；轻量化动态光星模拟器，通过立式支架放入所述的星敏感器上的遮光罩内，作为星敏感器观测天空的实时模拟器；测试模块，连接星敏感器，控制星敏感器的工作模式；光星模拟器驱动模块，向光星模拟器控制模块发送姿态四元数信息；光星模拟器控制模块，输入端连接所述的光星模拟器驱动模块，输出端连接轻量化动态光星模拟器，光星模拟器控制模块根据来自光星模拟器驱动模块的姿态四元数模拟出星图，并将星图呈现在轻量化动态光星模拟器上。其优点是：可以实现星敏感器与动态光星模拟器之间的快速精密安装对准，操作简单，精密度高。

摘要： 本发明提供一种动态LCOS拼接式星模拟器及星敏感器地面标定装置，包括星图显示系统、照明系统和光学系统。星图显示系统包括LCOSⅠ和LCOSⅡ，LCOSⅠ和LCOSⅡ采用像面拼接的方式作为动态星模拟器的显示器件。本发明提供的星敏感器地面标定装置，凭借LCOS具有像素尺寸小、动态性好、分辨力高、对比度高、开口率高、成本低的优势，采用两片LCOS拼接技术以扩大像面，不但提高了星图模拟的分辨率，而且提高了星图模拟的精度。

摘要： 本发明提供一种星模拟器及星敏感器地面标定设备，该星模拟器包括照明系统和光学系统。照明系统包括控制模块、模拟开关模块、发光模块、星图靶标入射板和靶标。控制模块产生控制信号和星等模拟信号，并输出。模拟开关模块根据接收到的控制信号选择一个模拟通路，并将接收到的星等模拟信号通过选择的模拟通路输出。发光模块包括多个放大及电流驱动电路，和多个LED。光学系统包括第一负透镜、第一正透镜、第二正透镜和第二负透镜，第一负透镜、第一正透镜、第二正透镜和第二负透镜依次设置在同一水平光路的光轴上。本发明提供的星模拟器及星敏感器地面标定设备，提高了星图模拟的分辨率和对比度，提高了星图模拟的精度。

摘要： 本发明实施例公开了一种高分辨率动态星模拟器星间角位置误差的检测方法、装置及系统。星点显示器件根据星图生成处理器基于星表数据库和位置信息生成的星图数据显示星点图像，通过星模拟器光学镜头将显示星点发出的光线汇聚后形成平行光，并投射至位于星模拟器光学镜头后端的高精度经纬仪目镜中成像；星点图像采集装置实时采集高精度经纬仪显示的十字叉丝和待测星点图像，并发送至星间角位置误差检测处理器，以使其对接收到的图像进行处理并计算十字叉丝和待测星点图像的中心点位置在同一方向上的位置差值，最后根据各位置差值为0时对应的高精度经纬仪度盘显示数值计算星间角位置误差值。本申请有效地提高了星间角位置误差的测试精度和检测效率。

摘要： 一种星敏感器与动态光星模拟器精密安装对准装置，其包含：立式支架，采用柔性材料制成，其连接星敏感器上的遮光罩；轻量化动态光星模拟器，通过立式支架放入所述的星敏感器上的遮光罩内，作为星敏感器观测天空的实时模拟器；测试模块，连接星敏感器，控制星敏感器的工作模式；光星模拟器驱动模块，向光星模拟器控制模块发送姿态四元数信息；光星模拟器控制模块，输入端连接所述的光星模拟器驱动模块，输出端连接轻量化动态光星模拟器，光星模拟器控制模块根据来自光星模拟器驱动模块的姿态四元数模拟出星图，并将星图呈现在轻量化动态光星模拟器上。其优点是：可以实现星敏感器与动态光星模拟器之间的快速精密安装对准，操作简单，精密度高。

摘要： 本发明提供一种动态LCOS拼接式星模拟器及星敏感器地面标定装置，包括星图显示系统、照明系统和光学系统。星图显示系统包括LCOSⅠ和LCOSⅡ，LCOSⅠ和LCOSⅡ采用像面拼接的方式作为动态星模拟器的显示器件。本发明提供的星敏感器地面标定装置，凭借LCOS具有像素尺寸小、动态性好、分辨力高、对比度高、开口率高、成本低的优势，采用两片LCOS拼接技术以扩大像面，不但提高了星图模拟的分辨率，而且提高了星图模拟的精度。

摘要： 本发明提供一种星模拟器及星敏感器地面标定设备，该星模拟器包括照明系统和光学系统。照明系统包括控制模块、模拟开关模块、发光模块、星图靶标入射板和靶标。控制模块产生控制信号和星等模拟信号，并输出。模拟开关模块根据接收到的控制信号选择一个模拟通路，并将接收到的星等模拟信号通过选择的模拟通路输出。发光模块包括多个放大及电流驱动电路，和多个LED。光学系统包括第一负透镜、第一正透镜、第二正透镜和第二负透镜，第一负透镜、第一正透镜、第二正透镜和第二负透镜依次设置在同一水平光路的光轴上。本发明提供的星模拟器及星敏感器地面标定设备，提高了星图模拟的分辨率和对比度，提高了星图模拟的精度。