[發明專利]一種地基對月觀測赤道儀同步方法

有效

• 申請號: 202010878140.4
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112070822B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 王一豪;王爽;武俊強;李娟;劉歡;馮向朋;胡炳樑
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/13;G06T7/70;G06T7/136;G01C15/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 趙逸宸

本發明涉及赤道儀同步方法，為解決傳統天文觀測領域中赤道儀同步校正采用人工觀察及調整的方法，存在人力耗費大，且精度誤差大的技術問題，提供一種地基對月觀測赤道儀同步方法，采用尋星鏡通過圖像處理的方式識別月球形心，不需要狹縫型光譜儀與尋星鏡光軸嚴格對齊，即可對赤道儀進行同步，識別月球形心采用的最小外接圓算法，不受月相影響，不需要判斷月相，即能夠準確識別月球形心；通過月球形心位置進行赤道儀同步，不需要額外的星圖數據，同步方法準確且更加簡便。

技術領域

本發明涉及赤道儀同步方法，具體涉及一種地基對月觀測赤道儀同步方法。

背景技術

月球作為高度穩定的輻射源，開展地基對月觀測，建立全月相周期月球輻射模型，對在軌對月定標有重要意義。如圖1，地基對月觀測系統由狹縫型光譜儀01、大視場的尋星鏡02、赤道儀03和工控機04等主要設備組成，赤道儀03作為轉臺，狹縫型光譜儀01安裝在赤道儀03上，尋星鏡02固定在狹縫型光譜儀01上，尋星鏡02和狹縫型光譜儀01在赤道儀03帶動下同步運動，其中，狹縫型光譜儀01用于采集月球光譜數據，尋星鏡02負責月球定位和月球圖像數據采集，赤道儀03作為穩定跟蹤月球的轉臺，工控機04主要用于對數據進行分析處理。

常規的對月觀測任務，要求等時間間隔采集N次月球數據。每次采集數據前需要根據當前時刻月球赤經、赤緯坐標控制赤道儀03搭載的光譜儀01指向月球，其中，月球赤經、赤緯坐標由月球公式根據當前觀測地點、觀測時刻算出。由于狹縫型光譜儀01視場小，所以要求月球指向精度高，否則將采集不到完整的月球光譜數據。然而，由于赤道儀03的機械轉動存在累積誤差，加之月球公式計算當前時刻月球赤經、赤緯坐標存在誤差，導致赤道儀03即使在初始狀態時對準月球，經過數次時間間隔的月球數據采集，赤道儀03的指向會出現偏差，從而使狹縫型光譜儀01無法采集完整的月球光譜數據。

傳統的解決方法是對月觀測一段時間后，人工觀察月球光譜數據是否完整，當發現月球將要偏出狹縫型光譜儀01的視場時，暫停觀測任務，人工控制赤道儀03搭載的狹縫型光譜儀01重新指向月球中心，然后同步赤道儀03內部坐標系，達到校準赤道儀03的目的。傳統人工的方法耗費人力，無法實現整晚自動化對月觀測，而且人工控制赤道儀03的方法精度存在誤差。

發明內容

本發明為解決傳統天文觀測領域中赤道儀同步校正采用人工觀察及調整的方法，存在人力耗費大，且精度誤差大的技術問題，提供一種地基對月觀測赤道儀同步方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種地基對月觀測赤道儀同步方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

S1，調整赤道儀赤經坐標和赤緯坐標，使狹縫型光譜儀對準月球；

S2，采用閾值分割法和最小外接圓算法，得到此刻尋星鏡中月球形心圖像坐標(cx₀,cy₀)，并設該坐標為尋星鏡中月球基準坐標；

S3，調整赤道儀赤經坐標，使月球圖像從尋星鏡上邊緣移動至下邊緣，得到月球位于尋星鏡上邊緣時對應的月球形心圖像坐標和赤經坐標，以及月球位于尋星鏡下邊緣時對應的月球形心圖像坐標和赤經坐標，計算得到月球從尋星鏡上邊緣移動至下邊緣，月球形心圖像坐標變化值和赤經坐標變化值關系系數pra；

S4，調整赤道儀赤緯坐標，使月球圖像從尋星鏡左邊緣移動至右邊緣，得到月球位于尋星鏡左邊緣時對應的月球形心圖像坐標和赤緯坐標，以及月球位于尋星鏡右邊緣時對應的月球形心圖像坐標和赤緯坐標，計算得到月球從尋星鏡左邊緣移動至右邊緣，月球形心圖像坐標變化值和赤緯坐標變化值關系系數pdec；

S5，觀測時，根據月球位置公式計算當前月球赤經坐標和赤緯坐標，調整赤道儀使其指向月球，采用閾值分割法和最小外接圓算法，得到當前月球形心圖像坐標(cx,cy)；