一种偏三轴望远镜的指向修正方法技术

一种偏三轴望远镜的指向修正方法，主要用于消除偏三轴望远镜的系统指向误差，提高偏三轴望远镜的指向精度。具体涉及一种偏三轴望远镜的指向误差修正方法，其特征在于：在偏三轴望远镜系统中，在方位轴锁定的条件下，通过拍摄若干颗恒星，分别计算每颗恒星处的指向误差，应用本发明专利技术提供的指向误差模型，建立指向误差模型方程组，求解取得模型参数，得到指向误差模型公式；然后，通过扣除系统指向误差的方法，实现对偏三轴望远镜的指向修正。本发明专利技术工程实现容易，具有很好的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，主要用于消除偏三轴望远镜的系统误差，提高偏三轴望远镜的指向精度。
技术介绍
天文望远镜一般为地平式机架结构，它的力学性能好，体积小、重量轻，但存在天顶跟踪盲区。采用偏三轴望远镜可以实现无天顶盲区跟踪。文献(基于球谐函数的三轴光电跟踪系统误差修正方法，光电工程，Vol. 34, No. 12，Dec, 2007)提出地平式机架结构指向误差方法，可以应用于约束条件下，三轴光电跟踪系统等效的地平式或X-Y式光电跟踪系统。 地平式机架结构，常用的指向误差模型有球谐函数模型、基本参数模型、机架模型等。在实际的偏三轴望远镜系统应用中，这些指向修正方法难以取得高指向精度。这些方法的具体不足在于(1)球谐函数模型是对以球面为基准面的误差进行拟合，其表达式的各项没有物理意义，精度较高，稳定性差；(2)基本参数模型的模型参数具有实际物理意义，方法比较稳定，精度不高；(3)机架模型是对基本参数模型的扩展，精度较高，但稳定性差，且完备的偏三轴机架模型难以建立。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有的指向误差修正方法的精度和稳定性的不足，提供一种能够实现偏三轴望远镜的高稳定性高精度的指向修正方法，提高偏三轴望远镜的指向精度。本专利技术的技术解决方案，其特点在于步骤如下(I)计算偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差模型ΔΕ = a0+a1cosEtanG-a2sinEtanG+a3tanG+a4secG+a5E+a6EXG ①其中a。，B1, a2, a3, a4, a5, a6 为待定模型参数；ΔΕ为偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差；E、G表示偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角；(2)计算偏三轴望远镜的滚动轴指向误差模型AG = bo-b^inE-baCosE+bgCos G+b4G+b5E XG ②其中b。，b1； b2, b3, b4, b5 为待定模型参数；AG为偏三轴望远镜的滚动轴指向误差；E、G表示偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角；(3)通过偏三轴望远镜在方位轴锁定的条件下，拍摄若干颗恒星，获得一组在偏三轴望远镜下的真位置数据(AcEc^Gtli)和测量位置数据(Atl, Ei, Gi),并算出各恒星处的指向误差(AEi, AGi)；其中A0表示偏三轴望远镜的方位轴锁定位置的方位角；E0i, G0i为第i颗恒星的真位置俯仰角和滚动角，其中i = 1，2，…，η ;Ei, Gi为第i颗恒星的测量位置俯仰角和滚动角，其中i = 1，2，…，η ;AEi = Ei-E0i为第i颗恒星的俯仰轴误差，其中i = 1，2，…，η ;AGi = Gi-G0i为第i颗恒星的滚动轴误差，其中i = 1，2，…，η ;(4)利用公式①建立联立方程组③，计算偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差模型公式的参数MeXe = Le ③其中 权利要求1.，其特征在于实现步骤如下 (1)计算偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差模型Δ E = a0+a1cosEtanG-a2sinEtanG+a3tanG+a4secG+a5E+a6E X G ① 其中a”> ^5, 为彳寸定 1 型参数; ΛE为偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差； E、G表示偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角； (2)计算偏三轴望远镜的滚动轴指向误差模型 AG = bo-b^inE-baCosE+bgCos G+b4G+b5E XG ② 其中b0, bu b2, b3, b4, b5为待定模型参数； AG为偏三轴望远镜的滚动轴指向误差； E、G表示偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角； (3)通过偏三轴望远镜在方位轴锁定的条件下，拍摄若干颗恒星，获得一组在偏三轴望远镜下的真位置数据(AcEc^Gtli)和测量位置数据(Atl, EiiGi),并算出各恒星处的指向误差(AEi, AGi)； 其中 Atl表示偏三轴望远镜的方位轴锁定位置的方位角； E0i, G0i为第i颗恒星的真位置俯仰角和滚动角，其中i = 1，2，…，η ; Ei, Gi为第i颗恒星的测量位置俯仰角和滚动角，其中i = 1，2，…，η ; AEi = Ei-E0i为第i颗恒星的俯仰轴误差，其中i = 1，2，…，η ; AGi = Gi-G0i为第i颗恒星的滚动轴误差，其中i = 1，2，…，η ; (4)利用公式①建立联立方程组③，计算偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差模型公式的参数 MeXe = Le③ 其中全文摘要，主要用于消除偏三轴望远镜的系统指向误差，提高偏三轴望远镜的指向精度。具体涉及一种偏三轴望远镜的指向误差修正方法，其特征在于在偏三轴望远镜系统中，在方位轴锁定的条件下，通过拍摄若干颗恒星，分别计算每颗恒星处的指向误差，应用本专利技术提供的指向误差模型，建立指向误差模型方程组，求解取得模型参数，得到指向误差模型公式；然后，通过扣除系统指向误差的方法，实现对偏三轴望远镜的指向修正。本专利技术工程实现容易，具有很好的实用性。文档编号G01M11/02GK102879179SQ201210338770公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日专利技术者钟代均, 唐涛, 王强, 刘兴法, 柳万胜, 任戈, 包启亮, 刘儒贞, 陈科, 黄永梅 申请人:中国科学院光电技术研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏三轴望远镜的指向修正方法，其特征在于实现步骤如下：（1）计算偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差模型：ΔE＝a0+a1cosEtanG？a2sinEtanG+a3tanG+a4secG+a5E+a6E×G？？①其中：a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6为待定模型参数；ΔE为偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差；E、G表示偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角；（2）计算偏三轴望远镜的滚动轴指向误差模型：ΔG＝b0？b1sinE？b2cosE+b3cos？G+b4G+b5E？×G？？？？②其中：b0,b1,b2,b3,b4,b5为待定模型参数；ΔG为偏三轴望远镜的滚动轴指向误差；E、G表示偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角；（3）通过偏三轴望远镜在方位轴锁定的条件下，拍摄若干颗恒星，获得一组在偏三轴望远镜下的真位置数据(A0,E0i,G0i)和测量位置数据(A0,Ei,Gi)，并算出各恒星处的指向误差(ΔEi,ΔGi)；其中：A0表示偏三轴望远镜的方位轴锁定位置的方位角；E0i,G0i为第i颗恒星的真位置俯仰角和滚动角,其中i＝1,2,…,n；Ei,Gi为第i颗恒星的测量位置俯仰角和滚动角,其中i＝1,2,…,n；ΔEi＝Ei？E0i为第i颗恒星的俯仰轴误差,其中i＝1,2,…,n；ΔGi＝Gi？G0i为第i颗恒星的滚动轴误差,其中i＝1,2,…,n；（4）利用公式①建立联立方程组③，计算偏三轴望远镜的俯仰轴指向 误差模型公式的参数：MEXE＝LE？？？？？？？？？？③其中：ME=1cosE1tanG1-sinE1tanG1tanG1secG1E1E1×G11cosE2tanG2-sinE2tanG2tanG2secG2E2E2×G2.....................1cosEntanGn-sinEntanGntanGnsecGnEnEn×Gn,表示偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差模型矩阵；XE=a0a1...a6,表示偏三轴望远镜的俯仰轴误差模型参数矩阵；LE=ΔE1ΔE2...ΔEn,表示偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差矩阵；E1,…,En，G1,…,Gn分别表示n颗恒星在偏三轴望远镜下的真位置俯仰角和滚动角；ΔE1,…,ΔEn分别表示n颗恒星在偏三轴望远镜下的俯仰轴指向误差；求方程组③的最小二乘解，即得a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6待定模型参数的值；（5）利用公式②建立联立方程组④，计算偏三轴望远镜的滚动轴指向误差模型公式的参数：MGXG＝LG？？？？④其中：MG=1-sinE1-cosE1cosG1G1E1×G11-sinE2-cosE2cosG2G2E2×G2..................1-sinEn-cosEncosGnGnEn×Gn,表示偏三轴望远镜的滚动轴指向误差模型矩阵；XG=b0b1...b5,表示偏三轴望远镜的滚动轴误差模型参数矩阵；LG=ΔG1ΔG2...ΔGn,表示偏三轴望远镜的滚动轴指向误差矩阵；E1,…,En，G1,…,Gn表示n颗恒星在偏三轴望远镜下的真位置俯仰角和滚动角；ΔG1,…,ΔGn表示n颗恒星在偏三轴望远镜下的滚动轴指向误差；求方程组④的最小二乘解，即得b0,b1,b2,b3,b4,b5待定模型参数的值；（6）利用公式①和②及其参数对偏三轴望远镜指向实施修正：设目标的真位置为(A0,E0,G0)，偏三轴望远镜要准确的指向目标，则偏三轴望远镜的实际指向位置应为(A0,E0+ΔE,G0+ΔG)；其中：A0表示偏三轴望远镜的方位轴锁定位置的方位角；E0,G0为偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角；ΔE,ΔG为偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差和偏三轴望远镜的滚动轴指向误差，分别按偏三轴望远镜的指向误差模型公式①、②计算求得，计算方法如下：ΔE＝a0+a1cosE0tanG0？a2sinE0tanG0+a3tanG0+a4secG0+a5E0+a6E0×G0？⑤其中：a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6为步骤（4）计算所得的指向误差模型参数；ΔG＝b0？b1sinE0？b2cosE0+b3cosG0+b4G0+b5E0×G0？？⑥其中：b0,b1,b2,b3,b4,b5为步骤（5）计算所得的指向误差模型参数。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟代均，唐涛，王强，刘兴法，柳万胜，任戈，包启亮，刘儒贞，陈科，黄永梅，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
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