本发明专利技术涉及一种大口径空间望远镜分视场流量定标方法及装置，属于流量定标技术领域。解决了现有技术中积分球法和平行光管法对空间望远镜进行流量定标使用近似朗伯光源，引入较大误差，平行光管法对空间望远镜进行流量定标，虽然准确度较高，但无法兼顾大视场与高像质的技术问题。本发明专利技术的定标装置，包括定标光源、光纤、积分球、精密针孔、平行光管、绝对辐亮度计、空间望远镜和二维旋转平台。本发明专利技术使用分视场定标的方法对空间望远镜进行流量定标，兼顾了空间望远镜大口径和大视场的光学特征，实现了大口径和大视场空间望远镜的全口径、全视场标定，大幅提高了空间望远镜实验室流量定标的精度，降低了传递误差，有效提高了空间望远镜的观测精度。远镜的观测精度。远镜的观测精度。
【技术实现步骤摘要】
一种大口径空间望远镜分视场流量定标方法及装置
[0001]本专利技术属于流量定标
，具体涉及一种大口径空间望远镜分视场流量定标方法及装置。
技术介绍
[0002]大口径、大视场空间望远镜避免了地基望远镜受大气及重力等因素影响的局限性，具备高分辨率及高效的观测效率，是天文光学观测设备的一个重要途径，也是我国天文观测设备发展的重要一环。空间望远镜的观测目标为深空暗弱天体，由于观测目标的非朗伯特性、望远镜传感器响应特性等因素，造成空间望远镜接收的辐射信息中包含辐射畸变，应对空间望远镜进行辐射定标以获取观测目标的自身辐射特性。天文观测设备的实验室辐射定标包含平场定标和流量定标。流量定标的目的是建立望远镜入曈处辐亮度与像面探测器输出DN值(探测器输出亮度值)间的定量关系，降低传递误差，推动深空探测向定量化、精细化技术升级。
[0003]空间望远镜现有流量定标方法为积分球法、平场屏幕法及平行光管法。积分球法中将定标光源放置于积分球中，在积分球出光口处模拟朗伯光源，实现对望远镜的全口径、全视场辐照。平场屏幕法使用宽带白光光源照射平场屏幕，经屏幕反射或透射后产生参考平场，用于标定望远镜。平行光管法中使用平行光管作为辐射源，平行光直接照射望远镜，以实现对光学望远镜的流量定标。空间望远镜执行深空观测任务时，接收观测目标反射的平行光。积分球法和平场屏幕法常用于地基望远镜的流量定标，多用于模拟朗伯光源，与空间望远镜工作环境不同，因此使用积分球法和平场屏幕法对标定空间望远镜时引入误差较大，不能满足空间望远镜高精度流量定标的需求。平行光管法中平行光直接照射空间望远镜，避免了朗伯光源引入误差较大的问题，但平行光管法无法兼顾大视场与高像质。
技术实现思路
[0004]本专利技术为解决现有技术中积分球法和平行光管法对空间望远镜进行流量定标使用近似朗伯光源，引入较大误差，平行光管法对空间望远镜进行流量定标，虽然准确度较高，但无法兼顾大视场与高像质的技术问题，提供一种大口径空间望远镜分视场流量定标方法及装置。本专利技术的定标方法及装置，使用分视场定标的方法对空间望远镜进行流量定标，兼顾了空间望远镜大口径和大视场的光学特征，实现了对大口径、大视场空间望远镜的全口径、全视场标定，大幅提高了空间望远镜实验室流量定标的精度，降低了传递误差，有效提高了空间望远镜的观测精度。
[0005]本专利技术实现上述目的采取的技术方案如下。
[0006]本专利技术提供一种大口径空间望远镜分视场流量定标装置，包括定标光源、光纤、积分球、精密针孔、平行光管、绝对辐亮度计、空间望远镜和二维旋转平台；
[0007]所述定标光源用于发光，且定标光源的发光强度可变；
[0008]所述光纤用于光线的传输，将定标光源发出的光线耦合至积分球中；
[0009]所述积分球用于模拟朗伯光源，光线进入积分球后，在积分球内部经多次漫反射，在积分球的出光口处模拟朗伯光源；
[0010]所述精密针孔放置于平行光管的焦面处，用于模拟点光源，光线通过精密针孔进入平行光管；
[0011]所述平行光管输出均匀辐照的平行光，对空间望远镜进行全口径辐照；
[0012]所述绝对辐亮度计放置于平行光管与空间望远镜之间，用于测量空间望远镜入瞳处的辐亮度，并将测量结果溯源至辐射标准；
[0013]所述空间望远镜固定在二维旋转平台上，且空间望远镜像面探测器输出DN值；
[0014]所述二维旋转平台带动空间望远镜在子午方向和弧矢方向上旋转。
[0015]进一步的，所述大口径空间望远镜分视场流量定标装置的光路走向为：定标光源发出的光线经光纤传输至积分球中，光线在积分球中进行多次漫反射，并在开口处模拟朗伯光源输出，输出的光线经精密针孔耦合至平行光管，平行光管输出平行光，模拟空间望远镜的待观测目标，对空间望远镜进行全口径辐照。
[0016]进一步的，所述定标光源为卤素灯。
[0017]本专利技术还提供一种大口径空间望远镜分视场流量定标装置对大口径空间望远镜定标的方法，包括以下步骤：
[0018]步骤一、规划空间望远镜的子视场标定路径；
[0019]步骤二、开启定标光源，调整定标光源的辐照亮度，定标光源发出的光线经光纤传输至积分球中，光线在积分球中进行多次漫反射，并在开口处模拟朗伯光源输出，输出的光线经精密针孔耦合至平行光管，平行光管输出平行光，模拟空间望远镜的待观测目标，对空间望远镜进行全口径辐照；
[0020]步骤三、调整子视场，空间望远镜像面探测器输出测量DN值，绝对辐亮度计测量空间望远镜入瞳处的辐亮度值L，并将测量结果溯源至辐射标准，根据式建立DN值与辐亮度值间的定量关系，获得空间望远镜的流量定标系数R；
[0021]DN
‑
DN0＝R
·
L
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0022]式(1)中，R为流量定标系数，L为空间望远镜入瞳处辐亮度，DN0为暗信号的灰度输出值；
[0023]步骤四、判断是否已经标定了全部子视场，若是，校正子视场定标系数，计算定标精度，执行步骤五，若否，返回步骤三，通过二维旋转平台旋转空间望远镜调整被标定的子视场；
[0024]步骤五、判断是否已经定标全部星等，若是，输出定标系数和定标精度，若否返回步骤二，调整定标光源的辐照亮度，用于模拟下一个星等，建立定标系数和目视星等的定量关系。
[0025]进一步的，在步骤二前，对空间望远镜进行平场定标，使空间望远镜像面探测器上的不同像元对相同辐照度响应一致。
[0026]进一步的，所述步骤一中，将空间望远镜的像面均匀分为旋转对称的四个矩形区域，选取单个区域进行流量定标，进而获得全视场标定数据，以子视场像点大小为标准，将单个区域分割成多个网格，每3
×
3个网格为一个采样区域，取采样区域中间位置的子视场进行流量标定，通过标定所有采样区域的中间位置的子视场，完成单个区域的流量标定，进
而完成空间望远镜的流量标定。
[0027]更进一步的，所述空间望远镜像面大小为1174mm
×
1467mm，每个采样区域为14.66mm
×
14.66mm的正方形，子视场像点为边长为4.89mm的正方形，单个区域标定子视场数量为2000。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术的大口径空间望远镜分视场流量定标方法与装置，考虑平行光管无法兼顾大视场与高像质，因此在平行光管法的基础上使用分视场定标，对空间望远镜进行高精度流量定标，兼顾了空间望远镜大口径与大视场的光学特征。大口径平行光管对空间望远镜进行全口径标定，二维旋转平台调整子视场实现全视场标定，二者结合，降低方法误差，将空间望远镜实验室流量定标精度优化至3.81％，实现对空间望远镜的高精度定标。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.大口径空间望远镜分视场流量定标装置，其特征在于，包括定标光源(1)、光纤(2)、积分球(3)、精密针孔(4)、平行光管(5)、绝对辐亮度计(6)、空间望远镜(7)和二维旋转平台(8)；所述定标光源(1)用于发光，且定标光源(1)的发光强度可变；所述光纤(2)用于光线的传输，将定标光源(1)发出的光线耦合至积分球(2)中；所述积分球(3)用于模拟朗伯光源，光线进入积分球(3)后，在积分球(3)内部经多次漫反射，在积分球(3)的出光口处模拟朗伯光源；所述精密针孔(4)放置于平行光管(5)的焦面处，用于模拟点光源，光线通过精密针孔(4)进入平行光管(5)；所述平行光管(5)输出均匀辐照的平行光，对空间望远镜(7)进行全口径辐照；所述绝对辐亮度计(6)放置于平行光管(5)与空间望远镜(7)之间，用于测量空间望远镜(7)入瞳处的辐亮度，并将测量结果溯源至辐射标准；所述空间望远镜(7)固定在二维旋转平台(8)上，且空间望远镜(7)像面探测器输出DN值；所述二维旋转平台(8)带动空间望远镜(7)在子午方向和弧矢方向上旋转。2.根据权利要求1所述的大口径空间望远镜分视场流量定标装置，其特征在于，所述大口径空间望远镜分视场流量定标装置的光路走向为：定标光源(1)发出的光线经光纤(2)传输至积分球(3)中，光线在积分球(3)中进行多次漫反射，并在开口处模拟朗伯光源输出，输出的光线经精密针孔(4)耦合至平行光管(5)，平行光管(5)输出平行光，模拟空间望远镜(7)的待观测目标，对空间望远镜(7)进行全口径辐照。3.根据权利要求1所述的大口径空间望远镜分视场流量定标装置，其特征在于，所述定标光源(1)为卤素灯。4.采用权利要求1～3任何一项所述的大口径空间望远镜分视场流量定标装置对大口径空间望远镜定标的方法，包括以下步骤：步骤一、规划空间望远镜(7)的子视场标定路径；步骤二、开启定标光源(1)，调整定标光源(1)的辐照亮度，定标光源(1)发出的光线经光纤(2)传输至积分球(3)中，光线在积分球(3)中进行多次漫反射，并在开口处模拟朗伯光源输出，输出的光线经精密针孔(4)耦合至平行光管(5)，平行光管(6)...
【专利技术属性】
技术研发人员：林翠，张天一，郑家宁，张宁，张晓辉，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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