【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射电天文，特别涉及一种对x-y式射电望远镜指向进行校准的方法。
技术介绍
1、射电望远镜的专利技术拓宽了人类利用电磁波的应用。利用射电望远镜，人类发现了更多的天体辐射，例如：脉冲星、快速射电暴、星系中性氢等，从而加深对宇宙的理解。
2、常用的全可动射电望远镜包括：地平式、赤道式和x-y式。
3、地平式具有更大的承重能力，现有的大型射电望远镜通常采用此方案。其采用方位和俯仰形式控制望远镜的指向，使得此类望远镜在天顶附近很难对天体进行跟踪观测，存在盲区。
4、赤道式采用与地轴平行的旋转轴，可以有效消除地球自转，较好地跟踪遥远天体。在地轴的两极同样存在盲区。
5、x-y式采用西偏东为x、南偏北为y，避免了地平式在天顶附近和赤道式在地轴两极的限制，可以更好地跟踪快速移动的天体，例如：行星、卫星和彗星等。由于x-y轴承重所限，目前x-y式望远镜多为中小型射电望远镜。
6、赤道式与x-y式类似，受其旋转轴的承重所限，因此这两种类型的望远镜的重量较轻。
7、不同类型的望远镜均有各自的优缺点。实际的应用中，须根据实际的需求和客观的条件选择最合适的望远镜技术方案。
8、由于各种客观因素的影响，如机械装配误差、重力影响、大气折射、风载和温载效应等，望远镜的实际指向会偏离理论值。迄今许多工作对地平式望远镜的指向模型进行了深入的研究，常用方法包括：球谐函数展开法和分项修正法。
9、球谐函数展开方法简单、模型与数据符合精度较高。但其模型参数较多，
10、分项修正法，是根据偏差产生的物理因素建立模型。该方法要求熟悉望远镜结构，能够考虑各种物理因素，并对各项误差进行准确的描述。其特点是参数较少，模型收敛较快，并且每项参数具有明确的物理意义。
11、现有技术中，多数地平式望远镜均采用分项修正方法来修正指向误差，如，紫金山天文台13.7米毫米波望远镜、上海天文台65米射电望远镜、云南天文台40米射电望远镜和佳木斯66米射电望远镜。
12、地平式望远镜采用方位俯仰方式驱动望远镜，其极轴方向为天顶方向。当观测目标经过天顶时，受驱动电机速度所限，无法正常跟踪目标。x-y式望远镜所采用的转动方式为西偏南为x、南偏北为y，其极轴为地理南北方向。因此，在地平线以上的可观测范围内，x-y式望远镜均可正常跟踪，并且在天顶附近具有最高的跟踪角速度。这使得x-y式望远镜非常适合对快速移动天体的观测，例如：行星、卫星和彗星等。
13、与地平式望远镜相比，目前x-y式望远镜在天文观测中的应用较少，对其指向模型的研究很少。由于指向模型中各参数具有明确的物理意义，并且与望远镜转动结构紧密相连。将地平式指向模型直接应用于x-y式望远镜，修正结果会有很大的偏差。图1展示了地平式和x-y望远镜的不同。
14、因此，需要根据x-y式望远镜的转动结构，来提出相应的指向模型及校准方法，从而得到更高的指向精度。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种x-y式射电望远镜指向校准方法。本专利技术根据x-y式射电望远镜机械结构，首次提出相应的指向修正模型，其中包含机械安装、重力变形和大气折射等修正项。并给出x-y式射电望远镜指向校准方法，有效提高x-y式望远镜观测指向精度。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种x-y式射电望远镜指向校准方法，其步骤包括：
4、1)构建x-y式望远镜的指向校准模型
5、
6、δy＝c2+c3sinx-c4cosx+c7cosysinx+c8coty；
7、其中，c1＝α，c2＝β，c5＝-δ，c6＝-γ，c7＝χgl，(x，y)为x-y式望远镜码盘的理论指向位置，α是x＝0时对应的码盘读数，β是y＝0时对应的码盘读数，γ为x-y式望远镜的指向轴向x-y式望远镜的y轴正方向偏离角，δ为y轴正方向向x-y式望远镜的x轴正方向偏离角，ε为x轴负方向与地理北极的偏离角，为x轴负方向在东-天顶平面上投影与地理东夹角，χ为重力力矩引起的指向在俯仰上的偏差系数，为大气折射带来的俯仰角偏差系数；
8、2)利用一批射电源的指向误差测量数据拟合计算得到所述指向校准模型中c1～c8的数值；
9、3)利用步骤2)所得指向校准模型对x-y式望远镜进行校准；即当期望x-y式望远镜指向(x，y)时，向x-y式望远镜发送码盘位置(x′，y′)＝(x，y)+(δx，δy)。
10、进一步的，根据δel＝χglcosel确定χ，根据来确定其中，g为x-y式望远镜可动部分的重力，l为x-y式望远镜可转动部分的重心到x-y式望远镜的x-y轴的距离，el代表x-y式望远镜的俯仰，δel代表俯仰偏差。
11、进一步的，利用作为拟合时的评价函数，将评价函数的值最小时对应的c1～c8值作为最终的c1～c8值；其中(δxmodel，δymodel)是利用所述指向校准模型计算得到的偏差值。
12、进一步的，获取一批指向误差测量数据的方法为：
13、21)选取一组连续谱射电源作为指向校准源；
14、22)对位置处在可见天区，x-y式望远镜指向(x，y)处射电源，沿x、y方向进行十字扫描，同时记录接收机接收到的信号功率和位置信息；
15、23)根据记录的信号功率生成功率随时间的变化曲线，根据记录的t时刻的位置信息计算位置偏差(δxt，δyt)；然后生成信号功率分别与偏差δxt、δyt的关系曲线；然后利用高斯函数对功率强度-位置曲线进行拟合，得到指向校准源与十字中心的位置偏差；
16、24)在望远镜可见天区中，不同指向校准源处在不同位置(x，y)时，重复步骤22)～23)，得到n组(xi，yi)～(δxi，δyi)结果；其中，(xi，yi)代表第i个位置(x，y)，(δxi，δyi)为第i个位置(x，y)时指向校准源与十字中心的位置偏差，i＝1，2，...，n。
17、一种信息处理终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序，所述计算机程序被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行上述方法中各步骤的指令。
18、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
19、本专利技术的优点如下：
20、由于机械制造、加工、安装，以及码盘和环境等因素的影响，望远镜存在静态指向误差，这种误差必须进行修正，以提高观测精度。本专利技术提出了针对x-y式望远镜指向校准模型，包含了机械安装、重力变形、大气折射等诸多因素引起的指向误差项，并给出了具体的望远镜指向校准方法。利用本专利技术的技术方案对望远镜进行指向误差修正后，指向精度将得到明显的提升，从而有效提高了望远镜的观测性能。
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1.一种X-Y式射电望远镜指向校准方法，其步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据ΔEl＝χGlcosEl确定χ，根据来确定其中，G为X-Y式望远镜可动部分的重力，l为X-Y式望远镜可转动部分的重心到X-Y式望远镜的X-Y轴的距离，El代表X-Y式望远镜的俯仰，ΔEl代表俯仰偏差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用作为拟合时的评价函数，将评价函数的值最小时对应的C1-C8值作为最终的C1-C8值；其中(Δxmodel，Δymodel)是利用所述指向校准模型计算得到的偏差值，(xi，yi)代表第i个位置(x，y)，(Δxi，Δyi)为第i个位置(x，y)时指向校准源与十字中心的位置偏差，i＝1，2，...，N；N为指向误差测量数据组数。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，获取一批指向误差测量数据的方法为：
5.一种信息处理终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序，所述计算机程序被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行权利要求1至4任一所述方法中各步骤的指
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种x-y式射电望远镜指向校准方法，其步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据δel＝χglcosel确定χ，根据来确定其中，g为x-y式望远镜可动部分的重力，l为x-y式望远镜可转动部分的重心到x-y式望远镜的x-y轴的距离，el代表x-y式望远镜的俯仰，δel代表俯仰偏差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用作为拟合时的评价函数，将评价函数的值最小时对应的c1-c8值作为最终的c1-c8值；其中(δxmodel，δymodel)是利用所述指向校准模型计算得到的偏差值，(xi，yi)代表第i个位置(x，y...
【专利技术属性】
技术研发人员：席宏伟，刘彬，于雷，金乘进，彭勃，丁德健，王政武，禹升华，张翔，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：
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