【摘 要】
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星敏感器是一种通过对视场内恒星进行观测,给出空间航天器三轴姿态的光电设备,是目前精度最高的光学姿态敏感器件。星敏感器光学镜头的基本功能是将视场中的恒星成像于探测器
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星敏感器是一种通过对视场内恒星进行观测,给出空间航天器三轴姿态的光电设备,是目前精度最高的光学姿态敏感器件。星敏感器光学镜头的基本功能是将视场中的恒星成像于探测器,因此其成像质量直接影响恒星点提取和定位,进而影响星图识别和最终的航天器姿态计算。论文针对新一代轻小型星敏感器镜头设计要解决的关键技术难题展开研究,主要内容如下:首先,论文分析各种光学镜头像差对恒星成像影响,将星敏感器恒星测量误差的主要来源分为三大类:畸变、慧差以及色差(即恒星光谱差异);其次,基于以上分析,采用了PW代数法详细计算了一个Petzval型镜头初始结构,并对该初始镜头进行像方远心化等结构优化,以重点克服畸变和慧差;最后,引入二元光学面,通过折衍混合结构补偿色差,在不增加透镜元件的情况下,提高镜头像质,使镜头引入的测量误差降低至2角秒水平。
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