[發明專利]一種提高望遠鏡小區域指向精度的方法

有效

• 申請號: 201710595914.0
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107272181B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 李錦英;陳科;羅一涵;張涯輝;劉翔;付承毓;任戈
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B23/00
• 分類號: G02B23/00;G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種提高望遠鏡小區域指向精度的方法。針對傳統的全天域指向修正技術所需時間長、時效性差的缺點，提出選取目標附近小區域中少量恒星，使望遠鏡依次指向所選恒星，通過所選恒星的觀測誤差估計望遠鏡引起的指向誤差的關鍵參數。通過估計的關鍵參數修正望遠鏡在所選區域的指向誤差。本發明所述方法可以顯著提高望遠鏡小區域的指向精度，所需時間短，時效性強。

技術領域

本發明屬于光電跟蹤領域，具體涉及一種提高望遠鏡小區域指向精度的方法。

背景技術

望遠鏡的高精度指向技術在空間激光通信、衛星激光測距等領域具有重要意義。由于環境和設備本身的原因，望遠鏡的指向精度中往往包含有較大的系統誤差。系統誤差由很多因素造成，包括望遠鏡的制造和裝配誤差、以及因為溫度變化引起的變形誤差、大氣折射等。為實現對整個空域內的高精度測量，目前常用建立指向修正模型的方式來標定系統誤差，進而對整個空域的指向誤差進行修正。一般利用整個天球上均勻分布的數十顆恒星來計算出望遠鏡模型，進而提高指向精度。但該方法在計算模型時需要較長時間，在此過程中望遠鏡指向模型往往會發生較大的變化，導致指向精度變差。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提出一種運算效率高、時效性強的方法，解決望遠鏡在小區域范圍高精度指向問題。

本發明采用的技術方案為：一種提高望遠鏡小區域指向精度的方法，實現步驟如下：

步驟(1)、根據期望位置選取附近區域的3顆恒星；

步驟(2)、望遠鏡依次指向所選恒星，記錄所選恒星的觀測位置和望遠鏡的指向誤差；

步驟(3)、估計望遠鏡指向誤差的關鍵參數，包括像旋和平移；

步驟(4)、修正望遠鏡指向誤差；

步驟(5)、如果精度滿足要求則完成修正，否則增加所選區域附近的恒星數量，進一步修正。

進一步地，通過所選恒星的誤差估計望遠鏡引起的指向誤差的關鍵參數，而不是建立望遠鏡本身的物理模型參數；所估計的關鍵參數包括像旋量θ和平移量k₁、k₂。

進一步地，步驟(3)中估計像旋量θ和平移量k₁、k₂的方法如下：

首先將像旋量θ和平移量k₁、k₂按如下寫成待估計的向量v：

將所選恒星的觀測數據整理為如下向量u：

其中(x′_i,y′_i)表示恒星的觀測位置；

將恒星的理論位置(x_i,y_i)整理成兩組矢量hx_i和hy_i，并將hx_i和hy_i形成觀測矩陣H，具體如公式(3)所示：

u、H、v以及噪聲n具有如下關系：u＝H·v+n；

根據公式(4)計算得到估計向量v：

v＝(H^TH)^-1H^Tu (4)

從而得到像旋量θ、平移量k₁和k₂。