[發(fā)明專利]一種射電望遠鏡焦距快速修正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611104247.3
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106785445B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董健;蔣甬斌;郭文;劉慶會
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海天文臺
• 主分類號: H01Q3/20
• 分類號: H01Q3/20;H01Q19/18;G06F17/50
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種射電望遠鏡焦距快速修正方法，其特征在于，包括以下步驟：

控制射電望遠鏡對一射電源在赤經(jīng)方向或赤緯方向掃描N次，每次掃描時射電望遠鏡的副反射面設(shè)于不同的軸向位置上，以獲取N組赤經(jīng)掃描數(shù)據(jù)或赤緯掃描數(shù)據(jù)，其中每組赤經(jīng)掃描數(shù)據(jù)包括在赤經(jīng)方向掃描下的赤經(jīng)數(shù)據(jù)及其相應的射電源功率數(shù)據(jù)，每組赤緯掃描數(shù)據(jù)包括在赤緯方向掃描下的赤緯數(shù)據(jù)及其相應的射電源功率數(shù)據(jù)；

基于線性函數(shù)和高斯函數(shù)構(gòu)建用于描述所述N組赤經(jīng)掃描數(shù)據(jù)或赤緯掃描數(shù)據(jù)的第一參數(shù)化模型其中，x₁為所述赤經(jīng)數(shù)據(jù)或赤緯數(shù)據(jù)，y₁為x₁對應的射電源功率數(shù)據(jù)，參數(shù)k為基線斜率，參數(shù)b為基線常數(shù)，參數(shù)a為高斯函數(shù)幅度，參數(shù)m為赤經(jīng)方向或赤緯方向的指向誤差，參數(shù)n為高斯函數(shù)半功率波束寬度；

將所述N組赤經(jīng)掃描數(shù)據(jù)或赤緯掃描數(shù)據(jù)代入所述第一參數(shù)化模型，并指定k、b、a、n以及m的初值；分別采用最小二乘擬合算法計算得到所述N次掃描分別對應的a的數(shù)值；其中，k的初值為1，b的初值為0，a的初值為對應的射電源功率數(shù)據(jù)的最大值，m的初值為0，n的初值采用估計的半功率波束寬度，其計算方法如下式：

其中，λ為所述射電源的波長，D為所述射電望遠鏡的直徑；

基于二次多項式構(gòu)建第二參數(shù)化模型y₂＝u×(x₂-v)²+w，其中，x₂為所述N次掃描分別對應的軸向位置，y₂為所述N次掃描分別對應的a的數(shù)值，u為射電望遠鏡副反射面共焦時測量的射電源功率數(shù)據(jù)的高斯函數(shù)幅度值，v為焦距偏差量，w為所述N組赤經(jīng)掃描數(shù)據(jù)或赤緯掃描數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)基線；

將所述N次掃描分別對應的a的數(shù)值代入所述第二參數(shù)化模型，并指定u、v以及w的初值，再采用最小二乘擬合算法計算得到焦距偏差量v的數(shù)值；其中，u的初值為五次掃描對應的a數(shù)值的最大值，v的初值為0，w的初值為0；

基于所述焦距偏差量v調(diào)整所述副反射面的軸向位置，以快速修正射電望遠鏡的焦距。

2.如權(quán)利要求1所述的射電望遠鏡焦距快速修正方法，其特征在于，在獲取所述N組赤經(jīng)掃描數(shù)據(jù)或赤緯掃描數(shù)據(jù)之后還對其進行數(shù)據(jù)預處理。

3.如權(quán)利要求2所述的射電望遠鏡焦距快速修正方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預處理包括去背景、定標、校準、插值中的一種或多種處理。

4.如權(quán)利要求1所述的射電望遠鏡焦距快速修正方法，其特征在于，N的取值范圍為至少5。

5.如權(quán)利要求4所述的射電望遠鏡焦距快速修正方法，其特征在于，N的取值范圍為奇數(shù)。

6.如權(quán)利要求5所述的射電望遠鏡焦距快速修正方法，其特征在于，N的取值范圍不超過7。

7.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的射電望遠鏡焦距快速修正方法，其特征在于，N取值5，所述N次掃描分別對應的軸向位置分別為-10mm、-5mm、0mm、+5mm以及10mm。

8.如權(quán)利要求7所述的射電望遠鏡焦距快速修正方法，其特征在于，所述赤經(jīng)方向或赤緯方向上的掃描長度為300角秒，掃描速度為10角秒/秒。