空间超近双目对接光学系统设计问题初探

摘要

航天器间相对位置和姿态的准确测量是空间目标自主交会对接控制的重要基础.空间目标自主交会对接的最后逼近段,需要高精度的相对位置与姿态信息作为导航输入,国际上通常是以光学成像敏感器作为主要的相对位姿测量手段,而我国的相关研究还处于起步阶段.空间超近双目对接系统的应用环境、任务需求具有许多特殊性,因此相应的空间光学系统的设计与研制中需要考虑的多个特殊约束问题,为此,本文介绍了课题组在某个具体对接项目中,如何根据空间超近双目光学对接位姿测量与解算系统的特点来确定空间光学成像系统研制时需要考虑的多个关键问题,并且给出了实际的解决思路或解决方案,最后,给出了一个使用CodeV软件优化设计后能够满足某具体超近双目光学对接任务的带通定焦光学系统,其工作波段为550～670nm、F数为1/7、成像范围为0.5m到25m、相对畸变小于0.3％、视场角为50°.