[發(fā)明專(zhuān)利]球面射電望遠(yuǎn)鏡反射面單元面板測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210008206.X
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102589425A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李心儀;胡金文;朱麗春;王啟明;范生宏;范欽紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái);鄭州辰維科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/00;G01B11/16
• 代理公司: 鄭州天陽(yáng)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)反射面單元面板測(cè)量方法。

背景技術(shù)

球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)預(yù)研究始于1994年，由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)主持，全國(guó)20余所大學(xué)和研究所的百余位科技骨干參與，與英、荷、德、澳大利亞、美等有廣泛合作。2007年7月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)原則同意將500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)項(xiàng)目列入國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目計(jì)劃，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)FAST項(xiàng)目正式完成國(guó)家立項(xiàng)。項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)為貴州省黔南自治州，建設(shè)周期5.5年。

FAST是目前世界上即將建設(shè)的最大單口徑望遠(yuǎn)鏡，它利用貴州天然的喀斯特洼坑作為臺(tái)址，洼坑內(nèi)鋪設(shè)數(shù)千塊單元面板組成500米球冠狀主動(dòng)反射面，并采用輕型索拖動(dòng)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)的高精度定位。

FAST反射面是由4400塊單元面板(球面三角形)組成，共計(jì)180余種類(lèi)型。單元面板為邊長(zhǎng)約11m，曲率半徑315m球面三角形。每個(gè)面板上布置66個(gè)調(diào)整節(jié)點(diǎn)；單元面板透空率為50％。由于FAST項(xiàng)目安裝現(xiàn)場(chǎng)的面板檢測(cè)，目前人工常規(guī)方法工作量大(4400塊單元面板)，時(shí)間長(zhǎng)，而且保證不了測(cè)量的精度，影響使用效果，滿足不了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量快速、精確的基本要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)反射面單元面板測(cè)量方法，可有效解決對(duì)球面射電望遠(yuǎn)鏡單元面板的快速而精確的測(cè)量問(wèn)題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

1、首先，布設(shè)測(cè)量標(biāo)志：測(cè)量標(biāo)志包括人工的圓形定向反光標(biāo)志和人工的編碼標(biāo)志，統(tǒng)稱(chēng)人工標(biāo)志，方法是，在每個(gè)面板的66個(gè)調(diào)整節(jié)點(diǎn)上布設(shè)圓形定向反光標(biāo)志(retro-reflective?target，簡(jiǎn)寫(xiě)為RRT)，在單個(gè)面板上放置編碼標(biāo)志框架，編碼標(biāo)志框架上布設(shè)編碼標(biāo)志，并計(jì)算人工標(biāo)志的尺寸；

2、進(jìn)行面板的攝影測(cè)量：將單元天線面板放在移動(dòng)小車(chē)上，推入到編碼標(biāo)志框架內(nèi)，通過(guò)控制相機(jī)運(yùn)載系統(tǒng)，移動(dòng)相機(jī)進(jìn)行測(cè)量；

3、坐標(biāo)計(jì)算：通過(guò)攝影測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量軟件進(jìn)行計(jì)算，完成對(duì)圖像的拼接和測(cè)點(diǎn)之間坐標(biāo)關(guān)系的傳遞；

4、分析計(jì)算：方法是，利用測(cè)量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行，該系統(tǒng)為基于CAD功能的常用曲面分析軟件，每種類(lèi)型面板加工時(shí)都有CAD模型，分析系統(tǒng)使用CAD模型與測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行最優(yōu)計(jì)算，得到面板的面型精度，導(dǎo)出三維顯示的偏差量針狀圖和偏差量數(shù)據(jù)報(bào)表，從而完成對(duì)球面射電望遠(yuǎn)鏡單元面板的測(cè)量。

本發(fā)明測(cè)試方法簡(jiǎn)單，易操作，勞動(dòng)強(qiáng)度小，速度快，省時(shí)省力，精度高，有效保證球面射電望遠(yuǎn)鏡的使用效果。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體情況對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明在具體實(shí)施中，是由以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

1、布設(shè)測(cè)量標(biāo)志：測(cè)量標(biāo)志包括兩種人工標(biāo)志，即圓形定向反光標(biāo)志和編碼標(biāo)志，圓形定向反光標(biāo)志的特點(diǎn)是，反射亮度比漫射常規(guī)的白色標(biāo)志高出數(shù)百甚至上千倍，能容易得到被測(cè)目標(biāo)物自身影像“消隱”而圓形定向反光標(biāo)志的構(gòu)像卻特別清晰而突出的“準(zhǔn)二值影像”，布設(shè)圓形定向反光標(biāo)志和定向反光材料制作的編碼標(biāo)志，用于實(shí)現(xiàn)相片的拼接和計(jì)算自動(dòng)化，方法是，在單元面板的66個(gè)調(diào)整節(jié)點(diǎn)上粘貼圓形定向反光標(biāo)志，單元面板的其它部位根據(jù)需求，可以增加一定數(shù)量的測(cè)量用的圓形定向反光標(biāo)志作為加密點(diǎn)使用，以能夠充分反映單元面板狀態(tài)；

采用編碼標(biāo)志框架，安裝在單元面板的上方，編碼標(biāo)志框架由多根均置互相平行的長(zhǎng)金屬條固定在支架上構(gòu)成，編碼標(biāo)志框架的作用是在測(cè)量4400塊單元面板時(shí)編碼標(biāo)志點(diǎn)可以重復(fù)使用，根據(jù)編碼標(biāo)志框架的尺寸與測(cè)量的實(shí)際情況，在每根上均置設(shè)置編碼標(biāo)志13個(gè)，平均1米距離布設(shè)1個(gè)，總共布設(shè)143個(gè)，在顧及到攝影精度和拍攝距離的情況下，要計(jì)算人工標(biāo)志的尺寸，在圖象處理與分析過(guò)程中，人工標(biāo)志在像片上成像的尺寸為以保證圖像提取精度；

人工標(biāo)志尺寸計(jì)算工式：d=crlf;]]>