[发明专利]一种偏三轴望远镜的指向修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及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误差，提高偏三轴望远镜的指向精度。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的技术解决方案：一种偏三轴望远镜的指向修正方法，其特点在于步骤如下：

（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,E_0i,G_0i)和测量位置数据(A₀,E_i,G_i)，并算出各恒星处的指向误差(ΔE_i,ΔG_i)；

其中：

A₀表示偏三轴望远镜的方位轴锁定位置的方位角；

E_0i,G_0i为第i颗恒星的真位置俯仰角和滚动角,其中i＝1,2,…,n；

E_i,G_i为第i颗恒星的测量位置俯仰角和滚动角,其中i＝1,2,…,n；

ΔE_i＝E_i-E_0i为第i颗恒星的俯仰轴误差,其中i＝1,2,…,n；

ΔG_i＝G_i-G_0i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：

M_EX_E＝L_E    ③

其中：