一种新型光电准直经纬仪

　　0　引言

　　光电准直经纬仪是火箭瞄准系统的重要组成部分,在瞄准系统中用于将大地方位基准传递给火箭上部的基准棱镜.光电准直经纬仪由大地经纬仪和自准直测角系统组成,完成大地方位角测量和远距离准直测角.

　　为提高光电准直测角的稳定性、测角精度及野外适用性能,设计中采用了准直测量与望远镜共轴的光学系统,保证了测量基准的统一;半导体激光器稳恒控制技术保证了准直照明系统的稳定,配合窄带滤光片提高了整台设备的信噪比;CCD细分技术的应用提高了仪器的准直测角精度·整台仪器水平角测量一次测角极限误差不大于6″,自准直工作距离达到70 m,准直测角精度达到±3″.

　　1　共轴光学系统

　　与以往采用的自准直经纬仪光学系统不同,将准直照明光路与望远镜光路的结合点设计到调焦镜的前面,不论调焦镜位于何处,准直狭缝与光电接收器始终保持共轭关系.这样做的好处是在望远镜的视场中出现的狭缝像一定是自准直像,避免了假自准像的干扰;另外可以避免调焦镜前后移动的过程中产生的复位误差,造成光电零位的不确定.

　　光电准直经纬仪光学系统如图1,外型见图2.分光棱镜1、2用来沟通三条光路.通过分光棱镜1、2的透射部分,物镜、调焦镜以及分划板和目镜组成望远系统,形成视准轴,配合轴角编码器进行水平角度和垂直角度测量.望远镜采用内调焦结构,用较短的望远镜筒长获得较大的望远镜物镜焦距;另外,内调焦望远镜在调焦过程中由导轨的误差所引起的视准轴变化也较外调焦望远镜为小.

　　分光棱镜1和2的反射部分与前组物镜和相应的负镜构成自准直光路的发射和接收系统.

　　为保证准直狭缝照明的均匀性,照明光学系统设计成柯勒照明系统.激光器发出的光照射在毛玻璃上,毛玻璃经过双胶合聚光镜与投影物镜共轭,同时聚光镜与照明像面相对于投影物镜互为物象关系.

　　这样,狭缝面上的任一点皆由毛玻璃上每一点照明,因此狭缝面上的每一点的照明是均匀的.狭缝位于发射系统的焦面上,经由该系统以平行光发射,因此对于不同的发射角度的平行光毛玻璃上每一点皆有贡献.

　　为了方便观察目标且合理、最大程度地利用光能,分光棱镜2镀有双波长交替膜层,达到如下效果:对于准直光束波长,其95%左右的光线被反射,对于人眼敏感的黄绿光,80%以上的光线由膜层透射.作为共轴系统,这样的设计保证了望远镜目镜观察目标和自准直测量互不干扰.

　　采用共轴光学系统的好处是可以保证视准轴和自准直系统光轴的统一,提高射向的传递精度;其次是缩小体积,减小仪器重量.