[發明專利]射電望遠鏡面形測量方法和裝置

有效

• 申請號: 201710991111.7
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107504918B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 項斌斌;盧曉昀;林上民;王娜;陳卯蒸;王虎;薛飛;許謙;王凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆天文臺
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

本發明實施例提供一種射電望遠鏡面形測量方法和裝置，其中，該方法通過在主反射面的分塊面板角上設置合作目標，并基于在預設坐標系下預先標定的相機陣列確定拋物面中各合作目標坐標，再對面板圖片中的合作目標進行質心提取，獲得合作目標的有效質心位置，以解算各合作目標的空間坐標并進行拋物面擬合，最后對比擬合拋物面與合作目標空間坐標確定拋物面面形數據。本發明測量速度快，精度高，且數據處理量小，能夠廣泛適應于大型射電望遠鏡主反射面面形的測量，以及類似的大視場物體的測量。

技術領域

本發明涉及望遠鏡面形檢測技術領域，具體而言，涉及一種射電望遠鏡面形測量方法和裝置。

背景技術

射電望遠鏡的反射面面形精度直接影響天線的方向圖、增益與口面效率等，因此主反射面面形測量對于建設大口徑天文望遠鏡以及保證望遠鏡性能有著重要的意義。但現有的測量大型拋物面主反射面面形的方法如激光測距法、射電全息法和數字攝影法等均存在不足，其中，激光測距法需要采集的目標點繁多、且需要不停做掃描運動，測量時間較長，受環境影響大，射電全息法對測量環境的依賴較大，取法保證測量精度，且測量周期長、成本高。數字攝影法僅適用于小型射電望遠鏡的面形測量，且其測量周期長，數據處理量大，加之圖片中缺乏標志點，圖片匹配難度大，匹配精度不高。因此，對于本領域技術而言，亟須一種測量范圍大、測量精度高、測量速度快，且測量結構簡單的測量方式實現對于大型拋物面射電望遠鏡主反射面的面形測量。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種射電望遠鏡面形測量方法和裝置，能夠有效解決上述問題。

一方面，本發明較佳實施例提供一種射電望遠鏡面形測量方法，應用于射電望遠鏡面形測量系統中，所述射電望遠鏡面形測量系統包括設置于射電望遠鏡主反射面的多個合作目標、設置于饋源處的多個靶標標志點以及設置于副反射面邊緣處的相機陣列，所述相機陣列包括多個相機組，且相鄰相機組中對應位置處的相機分別構成內圈雙目子系統和外圈雙目子系統，所述多個合作目標包括用于表征該主反射面面形的第一合作目標組和用于體現密度異常特征的第二合作目標組，所述射電望遠鏡面形測量方法包括：

基于預設坐標系和多個靶標標志點，對各所述內圈雙目子系統中的內圈相機和各外圈雙目子系統中的外圈相機進行標定，以得到內圈相機和外圈相機在所述預設坐標系下對應的空間坐標、旋轉矩陣與平移向量；

獲取由標定后的各內圈雙目子系統拍攝的所述主反射面中不同面板的多個第一面板圖片，以及由坐標標定后的各外圈雙目子系統拍攝的所述主反射面中不同面板的多個第二面板圖片；

分別對多個所述第一面板圖片和多個所述第二面板圖片中的各合作目標進行編號，并根據各所述合作目標的編號對所述多個第一面板圖片和多個第二面板圖片進行一一匹配處理，以形成多個第一面板圖片組；

針對各所述內圈雙目子系統中的每個內圈雙目子系統以及各所述外圈雙目子系統中的每個外圈雙目子系統，根據各內圈相機和各外圈相機在所述預設坐標系下的空間坐標、旋轉矩陣與平移向量計算各合作目標的空間坐標；

判斷多個所述合作目標中是否存在公共合作目標，若存在，則刪除該公共合作目標；

根據所述多個合作目標在所述預設坐標系下的空間坐標將剩余各合作目標進行拋物面擬合，以得到所述射電望遠鏡主反射面的面形數據。

另一方面，本發明較佳實施例還提供一種射電望遠鏡面形測量裝置，應用于射電望遠鏡面形測量系統中，所述射電望遠鏡面形測量系統包括設置于射電望遠鏡主反射面的多個合作目標、設置于饋源處的多個靶標標志點以及設置于副反射面邊緣處的相機陣列，所述相機陣列包括多個相機組，且相鄰相機組中對應位置處的相機分別構成內圈雙目子系統和外圈雙目子系統，所述多個合作目標包括用于表征該主反射面面形的第一合作目標組和用于體現密度異常特征的第二合作目標組，所述射電望遠鏡面形測量裝置包括：