一种拼接式空间望远镜全局装调方法技术

本发明专利技术提出了一种拼接式空间望远镜全局装调方法

【技术实现步骤摘要】
一种拼接式空间望远镜全局装调方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及空间望远镜的
，具体提供一种拼接式空间望远镜全局装调方法
、
装置
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002]大口径空间望远镜是探究重大前沿天文科学问题的一类重要的天文观测仪器，随着各方面探测需求的不断延伸，空间望远镜的口径越来越大
。
为打破火箭运载能力的限制，主镜采用“拼接式”的结构形式是大口径空间望远镜发展的重要方向之一
。
[0003]主镜采用“拼接式”的结构形式，有效较低了空间望远镜上行体积，但增加了空间望远镜在轨校正自由度的数量，即增加了像质在轨校正的难度
。
目前，“拼接式”空间望远镜主要通过配备波前传感与控制模块获取各类含有反射镜失调信息的图像，并按照像点识别（含像点搜寻）
、
像点排列与全局调校
、
共焦
、
粗共相及精共相的顺序，分阶段解算各反射镜（拼接子镜和次镜）在轨的调整量
。
[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种拼接式空间望远镜全局装调方法，其特征在于，包括：构建拼接式空间望远镜的焦面坐标系；基于所述焦面坐标系，预设所述拼接式空间望远镜在全局装调阶段时各个子镜的像点初始位置；获取每一调整维度在所述像点初始位置处的灵敏度矩阵；根据各个所述子镜在所述焦面坐标系上的在轨点斑图像的第4项的像差系数获取次镜沿
z
轴的第一平移调整量，并完成所述次镜沿
z
轴的平移调整；根据各个所述子镜的所述在轨点斑图像的第2到8项的像差系数以及二维空间位置坐标获取各个所述子镜的五维位姿调整量及所述次镜的二维位姿调整量，并完成各个所述子镜的五维位姿调整及所述次镜的二维位姿调整；根据各个所述子镜的所述在轨点斑图像的第9到
13
项的像差系数获取各个所述子镜的曲率半径调整量，同时，辅助控制各个所述子镜沿
z
轴的第二平移调整量，并完成各个所述子镜的曲率半径调整及控制各个所述子镜沿
z
轴的平移调整
。2.
如权利要求1所述的拼接式空间望远镜全局装调方法，其特征在于，在构建拼接式空间望远镜的焦面坐标系中，包括：在所述拼接式空间望远镜的标称状态下，中心视场恒星点斑所在像元为坐标原点构建所述拼接式空间望远镜的所述焦面坐标系，
x
轴与
y
轴坐标范围为：
(1)
式中，为
x
轴方向焦面像元数，为
y
轴方向焦面像元数，和分别为
x
方向和
y
方向焦面像元尺寸
。3.
如权利要求2所述的拼接式空间望远镜全局装调方法，其特征在于，在基于所述焦面坐标系，预设所述拼接式空间望远镜在全局装调阶段时各个子镜的像点初始位置中，具体包括：基于所述焦面坐标系，通过主动控制每一所述子镜绕
x
轴倾斜和绕
y
轴倾斜，以到达每一所述子镜的所述像点初始位置
。4.
如权利要求3所述的拼接式空间望远镜全局装调方法，其特征在于，在获取每一调整维度在所述像点初始位置处的灵敏度矩阵中，包括：通过
Fringe Zernike
像差系数进行分类，计算公式为：
(2)
式中，为针对编号为的子镜的第项
Fringe Zernike
系数（）对第个失调量（）的导数；其中，
i
为第2项
Fringe Zernike
系数到第
13
项
Fringe Zernike
系数，为失调量，包括每一所述子镜的六维在轨调整维度：沿
x
轴偏心（）
、
沿
y
轴偏心（）
、
绕
x
轴倾斜（
）
、
绕
y
轴倾斜（）
、
沿
z
轴的平移误差（）及子镜曲率半径调整量（）；次镜的五维在轨调整维度：沿
x
轴偏心（）
、
沿
y
轴偏心（）
、
绕
x
轴倾斜（）
、
绕
y
轴倾斜（）以及沿
z
轴的平移（）；通过光学集成仿真软件获取各个所述子镜的位置坐标对不同失调量的敏感度，计算公式为：
(3)
式中，为针对编号为的子镜，
x
方向位置坐标对第个失调量（）的导数，为针对编号为的子镜，
y
方向位置坐标对第个失调量（）的导数
。5.
如权利要求4所述的拼接式空间望远镜全局装调方法，其特征在于，在根据各个所述子镜在所述焦面坐标系上的在轨点斑图像的第4项像差系数求取次镜沿
z
轴的所述第一平移调整量中，包括：在所述焦面坐标系上识别出各个所述子镜对应的恒星点斑，并确定此时所述恒星点斑在所述焦面坐标系上的坐标；通过波前传感算法求取各个所述子镜的波前像差，像差采用
Fringe Zernike
像差系数进行表征，确定次镜沿
z
轴的所述第一平移调整量，计算公式为：
(4)
式中，为所述次镜沿
z
轴的所述第一平移调整量，为矩阵求逆，：编号为的子镜的第4项
Fringe Zernike
像差对的敏感度，其中所述敏感度为导数，：编号为的子镜失调状态下第4项
Fringe Zernike
像差值与所述像点初始位置处第4项
Fringe Zernike
像差值之间的差

【专利技术属性】
技术研发人员：白晓泉，谷茜茜，鞠国浩，许博谦，王帅会，高雁，杜一民，匡也，姜凤义，张春悦，鹿芝荣，
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：