【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于空間遙感，具體涉及一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法。
技術介紹
1、衛星和空間相機的微小型化是當前空間遙感領域的重要趨勢，是實現一箭多星技術，節約研制和發射成本，縮短研制周期的重要前提。微小型化與空間相機的觀測效能在一定程度上是相悖的，口徑與視場角的限制使得小型空間相機眾多功能單元的安裝與布置嚴重受限。
2、高光譜遙感對地物的精細分類和識別具有突出的優勢，已經成為天基偵查的重要技術手段，在地面和海上偽裝目標及真假目標的識別和分析方面發揮了重要作用。由于譜段設置和探測器匹配問題通常需要采用分光形式保證所有探測器的安裝空間，一般有視場分光和后工作距分光兩種方式。視場分光是指利用反射鏡將寬譜段光束分割成不同的成像區域，從而使不同譜段光束分別入射到相應探測器上的一種分光形式，這種分光形式需要光學系統在分光方向具有足夠的視場，避免成像光束的遮擋；后工作距分光是在主光學系統的后工作距中采用一塊(或多塊)分色鏡，通過對譜段1反射，譜段2透射的形式實現兩個寬譜段的分光。當單片面陣探測器無法滿足有限視場大小時，則需要將兩種分光方式結合，從而導致光譜焦面緊湊且復雜；基于譜段配準需求，各譜段探測器的位置對齊精度要求優于2μm，共面度優于5μm，對探測器拼接要求極高；由于多次分光需要足夠的工作距，高分辨工具顯微鏡的前工作距很難滿足操作要求，存在顯微鏡頭移動時與焦面組件干涉的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提出一種適用于空間體積受限、光路高度折疊、集成化，多片
2、為實現上述目的，本專利技術的一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法包括以下步驟：
3、步驟一：將焦面支架通過一個雙面平行的工裝鋁塊固定于氣浮平臺上，使所述焦面支架的探測器安裝面呈水平狀態；
4、步驟二：將基準立方鏡組件整體安裝在焦面支架的對應位置上，使基準立方鏡組件中的立方鏡三個垂直面構成的坐標系與焦面支架機械坐標系平行，誤差不超過3″；
5、步驟三：將分色鏡組件安裝在焦面支架的對應位置上，用經緯儀瞄準其分色面，以所述基準立方鏡構成的坐標系為基準，修研所述分色鏡組件的分色鏡調整墊，使所述分色鏡組件的分色面在基準立方鏡組件的基準立方鏡構成的坐標系下的兩維空間角與設計值相比誤差均不超過3″；
6、步驟四：調整步驟三所述經緯儀光軸角度，使所述經緯儀發出的光線面陣高光譜相機的入射光線，入射角偏差不超過5″；
7、步驟五：將第一分光反射鏡組件安裝在焦面支架的對應位置上；
8、步驟六：在第一分光反射鏡組件的第一分光反射鏡對應的探測器接口平面處放置一個平面反射鏡，所述平面反射鏡的反射面與所述探測器接口平面接觸，修研所述第一分光反射鏡組件的底座，使得步驟四所述的經緯儀經該平面反射鏡的十字絲返回像與基準十字絲重合，雙向誤差不超過2″；
9、步驟七：重復步驟五和步驟六的操作，對第二分光反射鏡組件進行安裝；
10、步驟八：將所述焦面支架通過拼接工裝連接于三維精密調整架上，并固定于拼接儀鏡頭下，使得拼接儀可以觀測探測器完整靶面且與所述焦面支架空間不干涉；
11、步驟九：安裝第一光譜探測器組件，選取第一光譜探測器組件的面陣探測器光敏面的四個角點像元為拼接瞄準對象，定義四個像元坐標分別為(0,0)、(0,1)、(1,0)和(1,1)，以像元(0,0)為基準通過離焦法測定其余三個像元的相對離焦量，修研第一光譜探測器組件的探測器調整墊，使得像元(1,0)與像元(0,0)共面，誤差不超過0.003mm，像元(1,1)與像元(0,1)共面，誤差不超過0.003mm，像元(0,1)與像元(0,0)相對離焦量以及像元(1,1)與像元(1,0)相對離焦量不超過0.003mm；
12、步驟十：重復步驟九，對第二光譜探測器組件、第三光譜探測器組件和第四光譜探測器組件進行安裝，第二光譜探測器組件、第三光譜探測器組件和第四光譜探測器組件的修研與測量均以第一光譜探測器組件的四個角點像元為基準；
13、步驟十一：調整步驟十安裝的第二光譜探測器組件、第三光譜探測器組件和第四光譜探測器組件的位置，使第一光譜探測器組件和第二光譜探測器組件按規定搭接像元數拼接成第一靶面；第三光譜探測器組件和第四光譜探測器組件按規定搭接像元數拼接成第二靶面；第一靶面和第二靶面雙向位置偏差不超過0.002mm，完成探測器拼接。
14、步驟二中所述的基準立方鏡組件的安裝過程為：利用兩臺光軸正交布置的經緯儀進行輔助測量，通過修研所述基準立方鏡組件的底座保證誤差精度。
15、步驟五所述的第一分光反射鏡組件安裝時，安裝第一分光反射鏡及其定位工裝鋁塊，通過所述定位工裝鋁塊的靠面保證第一分光反射鏡組件的分光反射鏡位置；
16、所述的定位工裝鋁塊包括兩個相互平行設置的安裝面和靠面，所述靠面相對安裝面居中設置，所述安裝面兩端設置有垂直安裝面的安裝孔。
17、步驟八所述的拼接工裝包括工裝安裝座以及垂直固定設置在工作安裝座上表面的固定框；所述固定框一側面為基準鉛垂面1303，另一側面為斜面，上表面為基準水平面；所述焦面支架的底面和所述拼接工裝的斜面固定連接。
18、步驟八所述的焦面支架在三維精密調整架上的調整過程為：利用所述三維精密調整架調整所述焦面支架，使所述基準立方鏡的坐標系與拼接儀坐標系平行，誤差不超過5″，然后利用經緯儀輔助測量，調整焦面支架沿拼接儀長軸方向旋轉角度θ，其余兩維角度不變，使得拼接儀可以觀測探測器完整靶面且與所述焦面支架空間不干涉。
19、步驟九中所述的相對離焦量δh由下式確定：
20、δh＝n×a×tanθ
21、式中：n為所述光譜探測器像元列數；
22、a為所述光譜探測器像元尺寸；
23、θ為步驟八所述的偏轉角度。
24、本專利技術的有益效果為：本專利技術的一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法將空間交匯測量和自準直光學測量方法應用于焦面組件的精密定位，解決了緊湊型多片探測器空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接問題；采用了傾斜基準法，解決了拼接時高分辨率工具顯微鏡前工作距不足的情形，特別適用于空間體積受限，光路較長且多次折疊的復雜焦面組件，具有原理簡單，精度高的特點。
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1.一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法，其特征在于，步驟二中所述的基準立方鏡組件(11)的安裝過程為：利用兩臺光軸正交布置的經緯儀進行輔助測量，通過修研所述基準立方鏡組件(11)的底座(302)保證誤差精度。
3.根據權利要求1所述的一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法，其特征在于，步驟五所述的第一分光反射鏡組件(3)安裝時，安裝第一分光反射鏡(301)及其定位工裝鋁塊(12)，通過所述定位工裝鋁塊(12)的靠面(1202)保證第一分光反射鏡組件(3)的分光反射鏡位置；
4.根據權利要求1所述的一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法，其特征在于，步驟八所述的拼接工裝(13)包括工裝安裝座(1301)以及垂直固定設置在工作安裝座上表面的固定框(1302)；所述固定框(1302)一側面為基準鉛垂面(1303)，另一側面為斜面(1304)，上表面為基準水平面(1305)；所述焦面支架(1)的底面和所述拼接工裝(13)的斜面(1304)固定連接。<...
【技術特征摘要】
1.一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法，其特征在于，步驟二中所述的基準立方鏡組件(11)的安裝過程為：利用兩臺光軸正交布置的經緯儀進行輔助測量，通過修研所述基準立方鏡組件(11)的底座(302)保證誤差精度。
3.根據權利要求1所述的一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法，其特征在于，步驟五所述的第一分光反射鏡組件(3)安裝時，安裝第一分光反射鏡(301)及其定位工裝鋁塊(12)，通過所述定位工裝鋁塊(12)的靠面(1202)保證第一分光反射鏡組件(3)的分光反射鏡位置；
4.根據權利要求1所述的一種空間面陣高光譜相機焦面組件的拼接方法，其特征在于，步驟八所述的拼接工裝(13)包括工裝安裝座(1301)以及垂直固定設置在工作安裝座上表面的固定...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梅貴，胡長虹，苗健宇，王爽，馬致鵬，哈清華，胡慶龍，楊亮，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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