[發明專利]一種瞬變源的望遠鏡觀測裝置、控制方法與控制系統

在審

• 申請號: 202111179887.1
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN113900245A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 呂游;王連鍇;康喆;李振偉;劉承志;孫明國
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺長春人造衛星觀測站
• 主分類號: G02B23/00
• 分類號: G02B23/00;G02B23/12;G02B23/16;G06T7/246
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 王文成

本發明屬于天文望遠鏡觀測技術領域，公開了一種瞬變源的望遠鏡觀測裝置、控制方法與控制系統，瞬變源的望遠鏡觀測裝置設置有：基座，赤道儀，望遠鏡機架以及望遠鏡系統。本發明實現的是適用于較大監視天區的搜尋識別與多波段后繼觀測功能的瞬變源觀測系統，對瞬變源具有快速響應后繼觀測能力，有利于瞬變源目標多波段確認，以及獲取其暴發至光極大時階段的多波段光度信息。本發明將大視場拼接觀測方式(望遠鏡光軸非平行的B狀態)與多筒望遠鏡觀測方式(望遠鏡光軸平行的A狀態)相結合，能夠實現快速響應。本發明具有覆蓋天區廣、響應速度快、系統集成度高等優點，對瞬變源目標確認和定位、及后繼的多波段光度觀測處理速度大大提高。

技術領域

本發明屬于天文望遠鏡觀測技術領域，尤其涉及一種瞬變源的望遠鏡觀測裝置、控制方法與控制系統。

背景技術

近年來，瞬變源觀測研究成為時域天文學中的前沿研究領域，瞬變源具有偶發性、短暫的非周期性的特點，目前已知的瞬變源主要包括超新星、伽瑪暴、微引力透鏡、黑洞瓦解恒星以及引力波的電磁對應體等天文事件，瞬變源對理解恒星演化爆發，致密天體吸積和并合等過程、研究宇宙的起源、研究極端環境下的物理現象有著重要的意義。

由于瞬變源出現的隨機性，傳統的瞬變源光學觀測方法主要采用大視場望遠鏡對各個天去進行搜尋預警，將瞬變源目標信息進行網絡共享，開展進一步多地望遠鏡聯合后隨觀測。

同時，由于部分瞬變源，包括超新星、伽瑪暴爆發時亮度迅速增加，其亮度變化過程包含重要的物理信息，同時這一階段持續時標非常短暫，觀測時間窗口非常小。此外為了盡可能的提高對瞬變源的發現能力，目前采用的瞬變源搜尋方案為無濾光片圖像采集方式，這一方式不可避免的忽略了瞬變源爆發階段的各波段光學信息，而瞬變源后隨的觀測手段較為豐富，但在瞬變源目標的認證觀測及后隨觀測設備的響應時間上存在相對滯后性，觀測瞬變源爆發階段的各波段光學信息難度較大。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：目前采用的瞬變源搜尋方案為無濾光片圖像采集方式，這一方式不可避免的忽略了瞬變源爆發階段的各波段光學信息，而瞬變源后隨的觀測手段較為豐富，但在瞬變源目標的認證觀測及后隨觀測設備的響應時間上存在相對滯后性，觀測瞬變源爆發階段的各波段光學信息難度較大。

解決以上問題及缺陷的難度為：采用同一站址放置多臺望遠鏡分系統進行集中控制可以進行瞬變源搜尋認證與后繼觀測。其中望遠鏡分系統分別指向不同天區實現大天區搜尋；針對疑似瞬變源目標，控制望遠鏡分系統同指向目標并切換濾光片進行確認，或目標所處望遠鏡分系統轉動濾光片轉輪切換不同波段濾光片。這種方案由于分系統數量較多，控制系統結構復雜，響應時間長，此外采用濾光片轉輪切換不同波段濾光片方式或由于存在時間不一致性引入測量誤差，而且系統整體的制造成本較高。

解決以上問題及缺陷的意義為：本方案通過將多個望遠鏡集成為一體，顯著降低制造成本，同時系統結構相對簡單，控制方式簡單，響應時間短，適用于及時探測和發現瞬變源目標。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種瞬變源的望遠鏡觀測裝置、控制方法與控制系統。

本發明是這樣實現的，一種瞬變源的望遠鏡觀測裝置，所述瞬變源的望遠鏡觀測裝置設置有：

基座，用于固定和支撐安裝在其上的部件及設備；

赤道儀，安裝在基架座之上，赤道儀上安裝望遠鏡機架，赤道儀用于控制望遠鏡機架運動及望遠鏡機架幾何中心軸指向預設的天區位置；

望遠鏡機架，望遠鏡機架幾何中心軸與赤道儀相連，同時連接安裝4個支臂，所有支臂處于同一平面，每個支臂端點安裝一個單軸轉臺，轉臺轉動軸與支臂處于同一平面，并垂直于支臂端點與望遠鏡機架幾何中心點的連線，4個轉臺相對位置為在同一平面內以望遠鏡機架幾何中心點為中心的正方形4個頂點處，單軸轉臺含有兩個限位開關，用于限制轉臺轉動方向和轉動范圍，限位開關將轉臺轉動范圍限制在0°～9.899°范圍內；