一种基于Zernike多项式分解的全视场望远镜主动准直方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Zernike多项式分解的全视场望远镜主动准直方法。步骤如下：(1)以科学CCD实拍星图为基础，利用椭圆率模型描述失调光学系统视场分布特征(2)使用正交Zenike多项式对视场椭圆率分布进行拟合(3)随机生成望远系统误差参数种子，代入光学系统模型中，计算系统评价函数，并通过智能优化算法迭代求得望远镜光学元件失调量。该方法在不需要进行波面探测与重构的前提下，将望远系统失调误差与视场分布特征相结合，可以求解多自由度望远系统光学元件失调误差，也可进一步利用该模型，研究望远镜视场分布变化与望远镜光学元件失调误差的解析关系。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Zernike多项式分解的全视场望远镜主动准直方法
本专利技术涉及望远系统主动准直的
，特别涉及一种基于Zernike正交多项式分解全视场星点椭圆率分布的望远镜主动准直方法。
技术介绍
大型望远镜在观测过程中，由于光学元件失调、重力变化、环境冲击等因素，光学质量会产生退化，特别在极端环境下，望远镜长期无人值守，该问题变得尤为严峻。这便需要光学系统的良好准直来保证优秀的成像质量，提高望远镜探测能力，保证望远镜在任何环境下都可持续稳定的提供高精度的观测图像。针对望远镜主动准直问题，业内提出很多解决方案。近期研究的成果如下所述：1.文献“Z.Y.Li,X.Y.Yuan,X.Q.Cui,AlignmentmetrologyfortheAntarcticaKunlunDarkUniverseSurveyTelescope,MonthlyNoticesoftheRoyalAstronomicalSociety449(2015)425–430”提出一种基于矢量像差理论的准直方法，并针对多自由度失调望远系统，通过测量的视场像差计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Zernike多项式分解的全视场望远镜主动准直方法，其特征在于：基于对科学观测星图的视场星点PSF的测量，利用正交Zenike多项式对视场椭圆率分布进行拟合，结合望远镜光学系统失调像质模拟过程，最终实现光学全视场多自由度光学元件的高精度求解；所述方法包括如下步骤：/n步骤1，星点PSF采样；提取星图中高信噪比非饱和星点信号，并记录星点灰度图像以及质心坐标作为目标采样数据；/n步骤2：对步骤1中提取星点信号的椭圆率进行计算，得到全视场椭率分布面E(ρ，θ)；/n步骤3：利用Zenike多项式拟合E(ρ，θ)，得到Zenike系数(Z1，Z2…Zi)，作为目标系数；/n步骤4：随机生成...

【技术特征摘要】
1.一种基于Zernike多项式分解的全视场望远镜主动准直方法，其特征在于：基于对科学观测星图的视场星点PSF的测量，利用正交Zenike多项式对视场椭圆率分布进行拟合，结合望远镜光学系统失调像质模拟过程，最终实现光学全视场多自由度光学元件的高精度求解；所述方法包括如下步骤：
步骤1，星点PSF采样；提取星图中高信噪比非饱和星点信号，并记录星点灰度图像以及质心坐标作为目标采样数据；
步骤2：对步骤1中提取星点信号的椭圆率进行计算，得到全视场椭率分布面E(ρ，θ)；
步骤3：利用Zenike多项式拟合E(ρ，θ)，得到Zenike系数(Z1，Z2…Zi)，作为目标系数；
步骤4：随机生成光学系统元件失调参数种子，并将当前失调参数种子输入至当前失调望远镜光学系统的模型中，通过仿真获取当前失调状态下步骤1中所有采样星点所在视场的点扩散函数，并根据椭圆度计算算法计算测试点扩散函数椭圆率分布面E1(ρ,θ)，利用步骤3)方法，得到Zenike多项式系数(Z1test，Z2test...Zitest)，作为测试系数；
步骤5：根据所述实际所得目标系数与所述当前测试系数，计算当前优化评价函数值；
步骤6：判断所述当前优化评价函数值是否大于等于预设优化评价阈值；
步骤7：若所述当前优化评价函数值小于所述预设优化评价阈值，则将所述当前测试失调参数种子设为目标参数，根据所述目标参数对光学系统失调元件进行调...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁祥岩，李博，李正阳，卢海平，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32