LED驱动的多色温多星等星模拟器设计与性能测试

"基于LED的多色温多星等单星模拟器是为了解决星敏感器光信号定标精度因色温不匹配而降低的问题。该模拟器通过使用LED技术，可以模拟不同色温和星等的星光，从而提高定标的准确性。在理论分析了色温不匹配对星敏感器定标精度的影响机理后，设计并实现了关键技术和系统，包括光源的选择、驱动和控制系统、色温星等匹配算法以及软件设计。经过标定和性能测试，模拟器在0等星4000K和3等星7000K时的光谱匹配误差分别为4.87%和7.83%，星等误差在可接受范围内，且光源稳定后的照度非均匀度符合设计要求。" 这篇论文详细介绍了如何设计并实现一种基于LED的多色温多星等单星模拟器。星敏感器在观测天空中的星星时，如果模拟器的色温和实际星光的色温不匹配，将导致定标精度下降。因此，研究者提出了一种新型模拟器，它能模拟不同颜色温度（色温）和亮度（星等）的星光，以精确地校准星敏感器的光信号。 首先，研究者从理论上探讨了色温不匹配如何影响星敏感器的定标精度，揭示了这一现象的物理机制。接着，他们根据设计目标，确定了模拟器的总体设计方案，这其中包括了四个关键技术环节： 1. **光源的选型**：选择适合的LED光源，以达到所需的不同色温和亮度，确保模拟星光的逼真性。 2. **驱动和控制系统**：设计一套能够控制LED光源亮度和色温变化的硬件系统，以模拟不同星等和色温的星光。 3. **色温星等匹配算法**：开发算法来调整和匹配LED光源的输出，使其尽可能接近真实星光的光谱特性。 4. **软件设计**：编写控制软件，实现对模拟器的智能化控制，以适应不同的定标需求。 在完成模拟器的设计后，进行了标定和性能测试。测试结果显示，模拟器在0等星（亮度较高）4000K色温和3等星（亮度较低）7000K色温条件下，光谱匹配误差分别为4.87%和7.83%，表明模拟星光的光谱特性与真实星光非常接近。同时，模拟器在光源稳定后，100毫米口径内的照度非均匀度仅为6.5%，远低于设计指标，证明其在光强分布上具有良好的均匀性。 这些结果表明，基于LED的多色温多星等单星模拟器成功地解决了色温不匹配问题，提高了星敏感器的光信号定标精度，对于航天器导航和天文观测等领域具有重要的应用价值。