一种天文望远镜及其校准方法技术

本发明专利技术公开了一种天文望远镜及其校准方法，属于天文望远镜领域。在天文望远镜上增加横滚驱动装置，控制镜筒进行横滚运动以抵消场旋。由于镜筒进行航向运动和俯仰运动时，会带动横滚驱动装置进行移动，因此在对该天文望远镜进行校准时，需要考虑航向运动和俯仰运动带来的水平误差，保证横滚驱动装置在驱动镜筒进行横滚运动时，能够精准抵消场旋，本申请提供的天文望远镜及其校准方法，操作简单，能够精准抵消场旋，保证拍摄质量。保证拍摄质量。保证拍摄质量。

【技术实现步骤摘要】
一种天文望远镜及其校准方法


[0001]本专利技术涉及天文望远镜领域，特别地，涉及一种天文望远镜及其校准方法。

技术介绍

[0002]现有的自动校准方法为半自动校准，需要人为对准星星，此过程不能做到全自动，并且存在较大的误差。而且在校准之前需要提前调平三脚架，三脚架水平误差不能在校准过程中进行校验。
[0003]目前产品多使用经纬仪方式实现自动追星，但经纬仪无法解决地球场旋问题，无法做延时摄影。
[0004]赤道仪同为两轴系统，需使设备对准北极星解除一轴位移，从而解决场旋问题，但对准北极星操作极为困难，观测时很难真正对准，从而因为场旋偏差导致拍摄失败。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种天文望远镜及其校准方法，以解决现有天文望远镜因地球场旋带来的问题。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一方面，
[0008]一种天文望远镜，包括镜筒、用于驱动所述镜筒进行航向运动的航向驱动装置、用于驱动所述镜筒进行俯仰运动的俯仰驱动装置，以及用于获取当前经纬度、当前时间和地球航向定位并控制所述航向驱动装置和所述俯仰驱动装置的主控板，还包括：用于控制所述镜筒进行横滚运动的横滚驱动装置；
[0009]所述航向驱动装置驱动镜筒进行航向运动时，带动所述横滚驱动装置进行航向运动；所述俯仰驱动装置驱动镜筒进行俯仰运行时，带动所述横滚驱动装置进行俯仰运动；
[0010]所述横滚驱动装置包括：横滚轴电机和设于所述镜筒上的横滚轴传动部件，所述横滚轴电机与所述主控板电连接，用于在主控板的控制下通过所述横滚轴传动部件驱动所述镜筒进行横滚运动，以抵消场旋。
[0011]进一步地，还包括：
[0012]反射激光头，与所述主控板电连接，用于横滚驱动装置进行横滚运动时零位校准；
[0013]俯仰与横滚传感器，与所述主控板电连接，用于获取所述镜筒的俯仰运动与横滚运动的当前角度、角速度或角加速度；
[0014]定位与航向传感器，与所述主控板电连接，用于获取所述天文望远镜的经纬位置以及航向角度。
[0015]另一方面，一种天文望远镜校准方法，应用于权利要求1
‑
2任一项所述的天文望远镜，所述方法包括以下步骤：
[0016]获取待校准天文望远镜和待观测对象的参数，所述参数包括待校准天文望远镜的纬度坐标、经度坐标、当前格林威治时间、俯仰运动角度和待观测对象的赤经以及待观测对
象的赤纬；
[0017]根据所述参数计算所述待校准天文望远镜的航向运动角速度、俯仰运动角速度以及理论横滚运动角速度；
[0018]根据所述俯仰运动角度、航向运动角速度和俯仰运动角速度和理论横滚运动角速度计算实际横滚运动角速度；
[0019]根据所述航向运动角速度、俯仰运动角速度以及实际横滚运动角速度对所述待校准天文望远镜进行校准。
[0020]进一步地，所述根据所述参数计算所述待校准天文望远镜的理论横滚运动角速度，包括：
[0021]根据所述待观测对象的赤纬计算所述待校准天文望远镜的理论横滚运动角速度，计算公式如下：
[0022]理论横滚运动角速度＝地球自转角速度*待观测对象的赤纬的正弦值。
[0023]进一步地，所述根据所述参数计算所述待校准天文望远镜的航向运动角速度和俯仰运动角速度，包括：
[0024]根据所述经度坐标和当前格林威治时间以及所述赤经计算时角；
[0025]根据所述时角、赤纬、纬度坐标计算地平坐标系仰角和地平坐标系方位；
[0026]根据所述地平坐标系仰角和地平坐标系方位计算航向运动角速度和俯仰运动角速度。
[0027]进一步地，所述根据所述经度坐标和当前格林威治时间以及所述赤经计算时角，包括：
[0028]根据所述经度坐标和当前格林威治时间计算地方恒星时，计算公式如下：
[0029]LST＝100.46+0.985647
·
d+LONG+15
·
UT
[0030]根据所述地方恒星时和赤经计算时角，计算公式：
[0031]HA＝LST
‑
RA
[0032]其中，LST为地方恒星时，d是从J2000纪元开始的天数，包括一天内的时分数，由当前格林威治时间内年月日换算，LONG为经度坐标，UT为世界时，由当前格林威治时间得到，HA为时角，RA为赤经。
[0033]进一步地，所述根据所述时角、赤纬、纬度坐标计算地平坐标系仰角和地平坐标系方位的计算公式如下：
[0034]当所述时角的正弦值小于0时：
[0035][0036]当所述时角的正弦值不小于0时，地平坐标系仰角计算公式不变，地平坐标系方位计算公式为：
[0037][0038]其中，ALT为地平坐标系仰角，AZ为地平坐标系方位，DEC为赤纬，LAT为纬度坐标。
[0039]进一步地，所述根据所述地平坐标系仰角和地平坐标系方位计算俯仰运动角速度的计算公式如下：
[0040]S＝sin(DEC)
·
sin(LAT)+cos(DEC)
·
cos(LAT)
·
cos(HA)
[0041][0042]其中，为俯仰运动角速度。
[0043]进一步地，所述根据所述地平坐标系仰角和地平坐标系方位计算航向运动角速度的计算公式如下：
[0044][0045]当所述时角的正弦值小于0时，
[0046]当所述时角的正弦值不小于0时，
[0047]其中，为航向运动角速度。
[0048]进一步地，所述根据所述俯仰运动角度、航向运动角速度和俯仰运动角速度和理论横滚运动角速度计算实际横滚运动角速度，包括：
[0049]根据所述俯仰运动角度计算转换矩阵，计算公式如下：
[0050][0051]根据所述转换矩阵计算所述航向运动角速度和俯仰运动角速度在绕体坐标下在XYZ轴的角速度，计算公式如下：
[0052][0053]根据计算得到的X轴的角速度与理论横滚运动角速度计算实际横滚运动角速度，计算公式如下：
[0054]σ
镜
＝τ
‑
p；
[0055]其中，R为转换矩阵，θ为俯仰运动角，p为绕体坐标下X轴旋转的角速度，q为绕体坐标下Y轴旋转的角速度，r为绕体坐标下Z轴旋转的角速度，σ
镜
为实际横滚运动角速度。
[0056]有益效果：
[0057]本申请技术方案提供一种天文望远镜及其校准方法，在天文望远镜上增加横滚驱动装置，控制镜筒进行横滚运动以抵消场旋。由于镜筒进行航向运动和俯仰运动时，会带动横滚驱动装置进行移动，因此在对该天文望远镜进行校准时，需要考虑航向运动和俯仰运动带来的水平误差，保证横滚驱动装置在驱动镜筒进行横滚运动时，能够精准抵消场旋，本申请提供的天文望远镜及其校准方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天文望远镜，包括镜筒、用于驱动所述镜筒进行航向运动的航向驱动装置、用于驱动所述镜筒进行俯仰运动的俯仰驱动装置，以及用于获取当前经纬度、当前时间和地球航向定位并控制所述航向驱动装置和所述俯仰驱动装置的主控板，其特征在于，还包括：用于控制所述镜筒进行横滚运动的横滚驱动装置；所述航向驱动装置驱动镜筒进行航向运动时，带动所述横滚驱动装置进行航向运动；所述俯仰驱动装置驱动镜筒进行俯仰运行时，带动所述横滚驱动装置进行俯仰运动；所述横滚驱动装置包括：横滚轴电机和设于所述镜筒上的横滚轴传动部件，所述横滚轴电机与所述主控板电连接，用于在主控板的控制下通过所述横滚轴传动部件驱动所述镜筒进行横滚运动，以抵消场旋。2.根据权利要求1所述的天文望远镜，其特征在于，还包括：反射激光头，与所述主控板电连接，用于横滚驱动装置进行横滚运动时零位校准；俯仰与横滚传感器，与所述主控板电连接，用于获取所述镜筒的俯仰运动与横滚运动的当前角度、角速度或角加速度；定位与航向传感器，与所述主控板电连接，用于获取所述天文望远镜经纬位置以及航向角度。3.一种天文望远镜校准方法，其特征在于：应用于权利要求1
‑
2任一项所述的天文望远镜，所述方法包括以下步骤：获取待校准天文望远镜和待观测对象的参数，所述参数包括待校准天文望远镜的纬度坐标、经度坐标、当前格林威治时间、俯仰运动角度和待观测对象的赤经以及待观测对象的赤纬；根据所述参数计算所述待校准天文望远镜的航向运动角速度、俯仰运动角速度以及理论横滚运动角速度；根据所述俯仰运动角度、航向运动角速度和俯仰运动角速度和理论横滚运动角速度计算实际横滚运动角速度；根据所述航向运动角速度、俯仰运动角速度以及实际横滚运动角速度对所述待校准天文望远镜进行校准。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述根据所述参数计算所述待校准天文望远镜的理论横滚运动角速度，包括：根据所述待观测对象的赤纬计算所述待校准天文望远镜的理论横滚运动角速度，计算公式如下：理论横滚运动角速度＝地球自转角速度*待观测对象的赤纬的正弦值。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述根据所述参数计算所述待校准天文望远镜的航向运动角速度和俯仰运动角速度，包括：根据所述经度坐标和当前格林威治时间以及所述赤经计算时角；根据所述时角、赤纬、纬度坐标计算地平坐标系仰角和地平坐标系方位；根据所述地平坐标系仰角和地平坐标系方位计算航向运动角速度和俯仰运动角速度。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新阳，
申请(专利权)人：刘新阳，
类型：发明
国别省市：