[发明专利]一种全日面观测系统的实时自调焦方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳观测技术领域，特别是一种适用于完整日面观测系统及部分日面观测系统的自动焦平面检测的自校准测量方法。天文观测按时段分为夜间天文观测学和太阳观测学。本发明属于太阳观测学领域。

背景技术

家用相机、眼睛自动验光领域应用了大量的自动对焦技术。但天文领域尤其是国太阳物理观测领域并没有这方面的技术。天文领域的对焦技术不同于民用领域的相机自动对焦：当观测非常遥远目标时，红外、激光测距的主动式调焦不再适用；专业天文望远镜口径一般都在10厘米以上(本发明基于一台20厘米口径全日面望远镜的观测开发出来，参考文献[6])，追求遥远星空中更加精细的空间分辨率(角秒量级)，细微的焦面位置差异对高分辨像质影响严重。传统上采用人眼叛焦，采用被动式调焦——针对不同观测目标研究不同的判焦方法(参考文献[1-4])。

太阳观测需要调焦的方面有三类：[1]装调设备阶段或更换仪器部件之后；[2]空间太阳望远镜(参考文献[5])，升空经历的物理变化(震动、温度、压力)，观测时向阳和背阴面太阳辐射带来的温度梯度(特别是某些设计轨道中卫星会进出地球阴影)，这些因素都会需要建立实时调焦系统(我国目前没有空间天文卫星，包括太阳观测卫星)；[3]地基太阳望远镜如果精细到考虑地面大气湍流效应、仪器实际状态，其焦平面位置实际是振荡变化，可以应用锁焦技术(目前国内没有应用，仅在我自调焦实验时发现有焦面振荡现象)。

对于判焦方法本身，目前除了本发明之外，实时自动太阳像调焦技术还没有取得实质性可应用突破。国内太阳像自动调焦研究大多采用实验室内特定的图像板、特定景物、人造数值图像来进行调焦测试(参考文献[1-4])。这些方法并不是真正的太阳实测应用。太阳观测对象多种多样，空间特征结构不尽相同，不能将在其它领域成功的调焦方案、数学模型直接照搬(参考文献[7-10])。为了让实测像质达到最佳，一个复杂的太阳观测系统应当具备不同的调焦模式，根据观测对象的调用相应的调焦模式(米粒模式、黑子模式、谱斑模式、暗条模式、半影纤维模式等)。

本发明实际就是一种调焦模式发明：全日面调焦模式，主要针对34角分左右的太阳完整圆面观测视场，其次针对包含太阳边缘的局部圆面观测视场(参考文献[11-14])。

主要参考文献附录

[1]李晓燕，朱庆生，天文研究与技术，2008，Vol.5，No.3

[2]郭玲华，丁晓青，方卯发，光学技术，2003，Vol.29，No.4

[3]王二超，等，科技导报，2006，Vol.24，No.8

[4]黄江，吴开成，关富玲，2003，Vol.10，No.6

[5]Kuhn，J.R.et al.，2004，ApJ，613，1241

[6]Zhang，H.Q.，et al.，2007，ChJAA，7，281.

[7]欧玫华，欧凌，中国眼镜科技杂志，2005，11，83

[8]欧玫华，欧凌，中国眼镜科技杂志，2005，9，99

[9]鲍歌堂，赵辉，陶卫.上海交通大学学报，2004，Vol.39，No.1

[10]贾晓飞，等，激光与红外，2009，Vol.39，No.6

[11]The 3rd SOLAR-C Science Definition，10October，2010＠Hotel La Torre，Mondello，Palermo，Italy

[12]The 2nd SOLAR-C Science Definition，9-12 March，2010＠ISAS/JAXA Sagamihara Campus

[13]The Minutes of Inter-Agency Meeting for SOLAR-C，12March，2010＠ISAS/JAXA Sagamihara Campus

[14]SOLAR-C Science Definition Meeting 2008，18-21 November，2008＠ISAS/JAXA Sagamihara Campus

[15]Ai，G.X.，Hu，Y.F.，1986，Pub1.Beijing Astron.Obs.，8，p.6

[16]Ai，G.X.，Hu，Y.F.，1986，Pub1.Beijing Astron.Obs.，8，P.86

[17]王晓帆博士论文，2010，第五章

发明内容