[發明專利]實時測定天文望遠鏡指向誤差的方法

無效

• 申請號: 201110361031.6
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102494872A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張曉祥;高昕
• 申請（專利權）人: 中國科學院紫金山天文臺
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

技術領域

本發明是一種實時測定天文望遠鏡指向誤差的方法，它能夠根據給定的天文望遠鏡CCD圖像，及采集圖像所對應的時刻及指向，對圖像上的星象進行檢測，從而實時測定天文望遠鏡的指向誤差的方法。

背景技術

在科研等許多領域，都需要對空間碎片進行監視。天文望遠鏡是空間碎片觀測的手段之一。由于天文望遠鏡在制造、裝調及安裝等過程中存在一系列的誤差，所以在使用之前必須進行指向誤差修正，這樣才能給出空間碎片在觀測時刻時較為準確的測角值。通過空間碎片一系列的測角值，獲得空間碎片的空間位置及其變化，確定空間碎片的運行軌道，從而獲取空間碎片精確的信息。

為了提高天文望遠鏡對空間碎片的測角精度，通常的手段是在分析天文望遠鏡誤差源的基礎上，給出天文望遠鏡誤差修正模型，通過觀測幾十顆恒星，根據恒星的理論值和實測值，計算出天文望遠鏡誤差修正模型的系數，從而對天文望遠鏡的指向誤差進行修正。這種方法對望遠鏡的指向有一定的要求：修正前的指向誤差不能太大（小于2角分）。否則給觀測者帶來很大的不便。

發明內容

針對使用CCD的空間碎片測量系統，本發明提供一種實時測定望遠鏡指向誤差的方法，它能夠根據采集的CCD圖像，以及圖像對應的時刻和指向，實時計算出望遠鏡的指向誤差，修正后的望遠鏡指向精度優于CCD圖像像元分辨率的一半。

完成上述發明任務的技術方案是：一種實時測定天文望遠鏡指向誤差的方法，包括以下幾個工作步驟：

⑴.理論星圖的生成；

⑵.圖像背景估計；

⑶.圖像的全幀掃描；

⑷.理論星圖和實測星圖的匹配；

⑸.?天文望遠鏡指向誤差的計算；

⑹.根據步驟⑸的計算結果，修正空間碎片的測角值，提高空間碎片的測角精度。

本發明的方法是在控制天文望遠鏡的計算機系統中，輸入單幀CCD的圖像，依次采用上述五個步驟，最后得到了望遠鏡的指向誤差量，從而修正空間碎片的測角值，提高空間碎片的測角精度。

本發明所涉及的“控制天文望遠鏡的計算機系統”可以采用現有技術中的控制天文望遠鏡的計算機系統。

更優化和更具體描述以上各步驟如下：

⑴.理論星圖的生成：

控制天文望遠鏡的計算機系統根據天文望遠鏡的指向、觀測時刻、望遠鏡的相關信息、理論星圖的約束條件，生成理論星圖的匹配庫，供理論系統和實測星圖匹配時使用。

⑵.圖像背景估計：

根據CCD圖像的本底、暗場、平場圖像，以及輸入的CCD圖像進行綜合分析，建立輸入CCD圖像背景估計的數學模型，以用于輸入CCD圖像的背景估計。

⑶.圖像的全幀掃描：

按照輸入CCD圖像背景的估計結果，按照給定的圖像分割閾值，對CCD圖像進行全幀掃描，給出CCD圖像的上所有星象的掃描結果，根據此掃描結果建立實測星圖的匹配庫。

⑷.理論星圖和實測星圖的匹配：

按照給定的匹配門限，對理論星圖庫和實測星圖進行特征匹配，匹配成功的恒星用來計算天文望遠鏡指向誤差的修正量。

⑸.天文望遠鏡指向誤差的計算：

根據理論星圖和實測星圖的匹配的結果，依照給定的誤差修正公式，計算望遠鏡指向誤差修正公式的系數，從而得到望遠鏡指向誤差的修正量。

⑹.當要求輸出空間碎片的測角資料時，根據步驟⑸得到的天文望遠鏡指向誤差的計算結果，對空間碎片的測角資料進行修正，從而獲得空間碎片的高精度的測角資料。

控制天文望遠鏡的計算機系統根據上述輸入數據，實時給出了望遠鏡指向誤差的修正量。計算結果可以提供給測量系統的跟蹤系統使用，可以保證在空間碎片預報精度誤差較小的前提下，空間碎片出現在觀測視場中心區域，計算結果并可以通過顯示系統顯示出來，以及存儲在計算機系統的存儲介質中。

本發明提供一種實時測定望遠鏡指向誤差的方法，他能夠根據采集的CCD圖像，以及圖像對應的時刻和指向，實時計算出望遠鏡的指向誤差，修正后的望遠鏡指向精度至少優于CCD圖像像元分辨率的一半。該方法的實際處理效果好，能夠廣泛地應用到科研、以及工程領域中，尤其利于移動式觀測設備的指向修正。

附圖說明

圖1?為各裝置組合成本發明系統的示意圖。

具體實施方式