多反射镜光束控制

　　1.引言

　　对于多反射镜瞄准控制问题有四个重要方面。第一，是按互补方式的适用于控制反射镜旋转的指令分配规律，瞄准线控制不超出或很少搭接。第二，基于在焦平面上探测器的反馈控制对反射镜系统提供调节信号，该信号需要某种转换引入反射镜旋转所要求的适宜坐标指令。第三，是在运动基座上对瞄准线的旋转进行隔离这种运动解藕可以显著的减小在有效视场内和高灵敏度光学探测器的一系列误差。第四，对于在所关注方向的目标预估和其有效测量两者而言，对瞄准线的修正是十分重要的。

　　本文介绍了一个多反射镜瞄准和跟踪光学控制系统的设计。瞄准线与光学平台运动的解祸是从动力学出发，探测器独立驱动瞄准线控制。光学平台与瞄准线解藕，是在基座运动情况下在探测器上保持一组固定的目标图像。关于空间目标对光学平台运动的修正是用一组加装在活动平台的惯量仪表来进行。解根，对于低频运动(低于5 Hz)是通过控制瞄准跟踪架来隔离.而高频运动(高于5Hz)是由快速反射镜控制。控制信息是由试验探测器产生迭加于解祸修正，以控制稳定瞄准线。跟踪反馈可以用简单的校正，以较低带宽运行，并且提供惯性瞄准许多跟踪信息。预估器可以改善用闭环伺服瞄准测量的惯性瞄准线模式的缺欠。预估器可以提供许多基于系统动态预测的有价值变量，而这些变量在测量中是不确定的。

　　2.问题的概述

　　来自卫星的捕获和跟踪的主要问题包括:对视场内所感兴趣目标相当好地定向瞄准线，并且捕获探测器在它的视场内能提供一个偏移信息，完成瞄准反馈控制。当所关注的目标是在活动，这一间题成为包括伺服跟随反射镜补偿的跟踪。具有瞄准线指向矢量V2和空间目标指向矢量T的系统坐标如图1所示。

　　这两个矢量可以在同一个坐标中配位，对于卫星姿态，如飞机的倾斜、滚动和偏航。图1所示的机动目标跟踪系统，使光学瞄准线对准空间目标矢量始终连续不断监测。用于分析的只含有必要部件的基本模型如图2所示。

　　该图列出了多反射镜光束控制器补偿的必要设备。光线沿着瞄准线V:指向经在跟踪架安装的反射镜进入望远镜机体。光线经望远镜放大再反射到快速伺服反射镜探测器的焦平面上。该探测器X,Y两轴的零点偏差用作控制瞄准线的反射镜信号。这些误差被传送到两个可移动的表面。瞄准跟踪架可以在较大的视场内调节，但这样限制了它的动态响应能力。在限定的角度范围内，快速伺服反射镜具有很高带通的响应。

　　探测器D光线是经过3次传输后输出。这些光线是通过瞄准反射镜、望远镜的放大和快速伺服反射镜的反射来传输。光学折叠影响和其他光学装置在图中被忽略。两个可活动面的每一个在超越它的工作范围可以单独地控制其瞄准线。两个反射镜必须在不超越修正范围来工作，这是极为重要的。概略绘出一个增强方式的传递函数。当一个基准指令R加到以G (S)表示自己有反馈点的伺服系统，D响应必然有误差。一般，D的输出产生伺服误差E对输入基准R有滞后。如果E能够被测量并用于前馈通路施加到D，最后到输出C在理论是正确的。这样，传递函数为C(S)/R (S) =1。在光学瞄准跟踪系统中增强输出C对于稳定性和前馈通路传递函数为1其闭环回路系统的需要不是等同的。在这个伺服系统中该速率误差经积分产生角度指令，并且提供给带有位置伺服装置的快速控制反射镜。