一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，包括如下步驟：1)將帶有支撐結(jié)構(gòu)的反射鏡安裝在基座上進(jìn)行光學(xué)面形檢測(cè)，得到面形數(shù)據(jù)D1；2)將基座旋轉(zhuǎn)180°后檢測(cè)反射鏡面形D2'；3)將D2'進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到面形數(shù)據(jù)D2；4)將兩次檢測(cè)的面形數(shù)據(jù)D1、D2進(jìn)行處理得到D3即為帶有支撐結(jié)構(gòu)的反射鏡的失重面形。利用該發(fā)明中的方法，可以得到帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡的精確失重面形，對(duì)評(píng)估其在軌工作性能具有重要的意義。
【專利說(shuō)明】—種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，特別涉及一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于反射鏡失重面形的評(píng)價(jià)常采用多點(diǎn)卸載的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)反射鏡底部支撐點(diǎn)的個(gè)數(shù)及分布，達(dá)到卸載反射鏡重量的目的，該方法只能得到反射鏡的近似失重面形，和反射鏡失重狀態(tài)的面形存在一定的誤差。發(fā)明專利CN201310263312.7 一種反射鏡零重力面形測(cè)試方法，在一定的人為假設(shè)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)鏡面旋轉(zhuǎn)不同方向的多次測(cè)試獲取測(cè)試面形，通過(guò)數(shù)據(jù)處理獲取零重力變形。
[0003]發(fā)明專利CN201310263312.7 一種反射鏡零重力面形測(cè)試方法，該方法要求反射鏡必須為圓周旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)；多次測(cè)試需要將反射鏡多次旋轉(zhuǎn)后放置在固定支撐位置處，位置重復(fù)精度較低，且存在較大的人為誤差；多次測(cè)試引入的測(cè)量誤差累加；對(duì)于帶有一定支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡，無(wú)法獲取其精確的失重面形。本發(fā)明為一種評(píng)價(jià)帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，空間反射鏡在軌狀態(tài)帶有支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)引入裝配力的影響，此時(shí)，需要得到帶有裝配力影響的反射鏡的失重面形才能較好地評(píng)價(jià)其在軌性能，故本發(fā)明提出一種評(píng)價(jià)帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法。
[0004]空間反射鏡在軌工作狀態(tài)為失重狀態(tài)，但反射鏡的研制、加工、檢測(cè)均在地面重力環(huán)境下進(jìn)行，當(dāng)空間反射鏡安裝在支撐結(jié)構(gòu)上時(shí)會(huì)引入裝配力的影響，如何在重力環(huán)境下獲得帶有裝配力影響的反射鏡在軌狀態(tài)的失重面形，這對(duì)評(píng)價(jià)空間反射鏡的性能具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，該方法不需要具有圓周旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，該方法僅需要進(jìn)行兩次檢測(cè)，大大減小了因多次測(cè)量導(dǎo)致的累積誤差，可以獲取其在軌工作狀態(tài)時(shí)的精確面形。
[0006]為了得到帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡的失重面形，設(shè)計(jì)發(fā)明了一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，該方法的步驟如下:
[0007]步驟I)、將反射鏡安裝在支撐結(jié)構(gòu)上，再將支撐結(jié)構(gòu)安裝到基座上，利用激光干涉儀對(duì)帶有支撐結(jié)構(gòu)的反射鏡進(jìn)行光學(xué)面形檢測(cè)，得到去除平移項(xiàng)、傾斜項(xiàng)后的面形數(shù)據(jù)Dl ；
[0008]步驟2)、保持反射鏡、支撐結(jié)構(gòu)、基座三者連接狀態(tài)不變，整體旋轉(zhuǎn)180°后，對(duì)反射鏡進(jìn)行光學(xué)面形檢測(cè)，得到去除平移項(xiàng)、傾斜項(xiàng)后的面形數(shù)據(jù)D2’ ；
[0009]步驟3)、以面形數(shù)據(jù)Dl所在的坐標(biāo)系為參考坐標(biāo)系，對(duì)面形數(shù)據(jù)D2’進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到在參考坐標(biāo)系下的面形數(shù)據(jù)D2 ；
[0010]步驟4)、利用公式(D1+D2)/2將兩次測(cè)量的面形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到面形數(shù)據(jù)D3，即為帶有支撐結(jié)構(gòu)(3)的反射鏡(2)的失重面形。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟I)、步驟2)中的面形數(shù)據(jù)D1、D2’均為去除平移項(xiàng)、傾斜項(xiàng)像差后的數(shù)據(jù)。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟I)中的反射鏡包括任意形狀、任何結(jié)構(gòu)的反射鏡，包括長(zhǎng)條形鏡、圓形鏡、捕圓形鏡、多邊形鏡、實(shí)心鏡或輕質(zhì)鏡。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟I)中的支撐結(jié)構(gòu)為Bipod柔性支撐，支撐數(shù)量可以根據(jù)需要選擇多個(gè)，支撐結(jié)構(gòu)材料為金屬材料或陶瓷基復(fù)合材料包括鈦合金、殷鋼、碳化硅(SiC)或碳化硅(SiC)復(fù)合材料。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟I)中的支撐結(jié)構(gòu)可以粘接在反射鏡的任意位置，包括外周、背部、內(nèi)部區(qū)域。
[0015]相對(duì)于發(fā)明專利CN201310263312.7 一種反射鏡零重力面形測(cè)試方法，本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn):
[0016]I)待檢反射鏡的結(jié)構(gòu)形式多樣性，不需要具有圓周旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)；
[0017]2)反射鏡一次性安裝在支撐結(jié)構(gòu)上，保證了兩次測(cè)量中裝配力對(duì)反射鏡面形影響的一致性，提高了反射鏡失重面形獲取的精度；
[0018]3)該方法僅需要進(jìn)行兩次檢測(cè)，大大減小了因多次測(cè)量導(dǎo)致的累積誤差；
[0019]4)對(duì)于帶有一定支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡，可以獲取其在軌工作狀態(tài)時(shí)的精確面形。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法檢測(cè)原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0022]一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0023]步驟I)、將反射鏡2通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)3與基座4相連，利用Zygo干涉儀I對(duì)反射鏡2進(jìn)行光學(xué)面形檢測(cè)，得到面形數(shù)據(jù)為Dl ；
[0024]其中，所述步驟I)中的反射鏡包括任意形狀、任何結(jié)構(gòu)的反射鏡，包括長(zhǎng)條形鏡、圓形鏡、橢圓形鏡、多邊形鏡、實(shí)心鏡、輕質(zhì)鏡等。
[0025]其中，所述步驟I)中的支撐結(jié)構(gòu)3為Bipod柔性支撐，支撐數(shù)量可以根據(jù)需要選擇多個(gè)，支撐結(jié)構(gòu)3材料為金屬材料或陶瓷基復(fù)合材料包括鈦合金、殷鋼、碳化硅(SiC)或碳化硅(SiC)復(fù)合材料。
[0026]其中，所述步驟I)中的支撐結(jié)構(gòu)3可以粘接在反射鏡2的任意位置，包括外周、背部、內(nèi)部等區(qū)域。
[0027]步驟2)、保持反射鏡2、支撐結(jié)構(gòu)3和基座4的連接狀態(tài)不變，將整體旋轉(zhuǎn)180°后，再次測(cè)量反射鏡的光學(xué)面形，得到的面形數(shù)據(jù)為D2’ ；
[0028]其中，所述步驟I)、2)中的面形數(shù)據(jù)Dl、D2’均為去除平移項(xiàng)、傾斜項(xiàng)像差后的數(shù)據(jù)。
[0029]步驟3)、以Dl數(shù)據(jù)坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，將面形數(shù)據(jù)D2’進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到面形數(shù)據(jù)D2 ；
[0030]Dl、D2’、D2均為nX3矩陣，Dl可以表示為Dl (xl, yl, zl)，D2’可以表示為D2’ (x2，，y2’，z2’)，D2 可以表示為 D2 (x2, y2, z2)，x2 = x2’.cosl80, y2 = y2’.cosl80,z2 = z2，。
[0031]步驟4)、將兩次測(cè)量的面形數(shù)據(jù)按照公式(Dl+D2)/2進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到面形數(shù)據(jù)D3，即為帶有支撐結(jié)構(gòu)3的反射鏡2的失重面形。
[0032]D3 可以表不為 D3 (x3, y3, z3), x3 = min (xl, x2), y3 = min (yl, y2), z3 =(zl+z2)/2。
[0033]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟I)、將反射鏡(2)通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)(3)與基座(4)相連，利用Zygo干涉儀(I)對(duì)反射鏡(2)進(jìn)行光學(xué)面形檢測(cè)，得到面形數(shù)據(jù)為Dl ； 步驟2)、保持反射鏡(2)、支撐結(jié)構(gòu)(3)和基座(4)的連接狀態(tài)不變，將整體旋轉(zhuǎn)180°后，再次測(cè)量反射鏡的光學(xué)面形，得到的面形數(shù)據(jù)為D2’ ； 步驟3)、以Dl數(shù)據(jù)坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，將面形數(shù)據(jù)D2’進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到面形數(shù)據(jù)D2 ； 步驟4)、將兩次測(cè)量的面形數(shù)據(jù)按照公式(D1+D2) /2進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到面形數(shù)據(jù)D3，即為帶有支撐結(jié)構(gòu)(3)的反射鏡(2)的失重面形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟I)、步驟2)中的面形數(shù)據(jù)D1、D2’均為去除平移項(xiàng)、傾斜項(xiàng)像差后的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟I)中的反射鏡包括任意形狀、任何結(jié)構(gòu)的反射鏡，包括長(zhǎng)條形鏡、圓形鏡、捕圓形鏡、多邊形鏡、實(shí)心鏡或輕質(zhì)鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟I)中的支撐結(jié)構(gòu)(3)為Bipod柔性支撐，支撐數(shù)量可以根據(jù)需要選擇多個(gè)，支撐結(jié)構(gòu)(3)材料為金屬材料或陶瓷基復(fù)合材料包括鈦合金、殷鋼、碳化硅(SiC)或碳化硅(SiC)復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有支撐結(jié)構(gòu)的空間反射鏡失重面形的檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟I)中的支撐結(jié)構(gòu)(3)可以粘接在反射鏡(2)的任意位置，包括外周、背部、內(nèi)部區(qū)域。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK104296689SQ201410621298
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】張媛媛, 陳小安, 何達(dá), 曾慶娜, 程云濤, 劉紅, 方敬忠 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所