[发明专利]一种提高望远镜小区域指向精度的方法

说明书

本发明提供了一种提高望远镜小区域指向精度的方法。针对传统的全天域指向修正技术所需时间长、时效性差的缺点，提出选取目标附近小区域中少量恒星，使望远镜依次指向所选恒星，通过所选恒星的观测误差估计望远镜引起的指向误差的关键参数。通过估计的关键参数修正望远镜在所选区域的指向误差。本发明所述方法可以显著提高望远镜小区域的指向精度，所需时间短，时效性强。

技术领域

本发明属于光电跟踪领域，具体涉及一种提高望远镜小区域指向精度的方法。

背景技术

望远镜的高精度指向技术在空间激光通信、卫星激光测距等领域具有重要意义。由于环境和设备本身的原因，望远镜的指向精度中往往包含有较大的系统误差。系统误差由很多因素造成，包括望远镜的制造和装配误差、以及因为温度变化引起的变形误差、大气折射等。为实现对整个空域内的高精度测量，目前常用建立指向修正模型的方式来标定系统误差，进而对整个空域的指向误差进行修正。一般利用整个天球上均匀分布的数十颗恒星来计算出望远镜模型，进而提高指向精度。但该方法在计算模型时需要较长时间，在此过程中望远镜指向模型往往会发生较大的变化，导致指向精度变差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种运算效率高、时效性强的方法，解决望远镜在小区域范围高精度指向问题。

本发明采用的技术方案为：一种提高望远镜小区域指向精度的方法，实现步骤如下：

步骤(1)、根据期望位置选取附近区域的3颗恒星；

步骤(2)、望远镜依次指向所选恒星，记录所选恒星的观测位置和望远镜的指向误差；

步骤(3)、估计望远镜指向误差的关键参数，包括像旋和平移；

步骤(4)、修正望远镜指向误差；

步骤(5)、如果精度满足要求则完成修正，否则增加所选区域附近的恒星数量，进一步修正。

进一步地，通过所选恒星的误差估计望远镜引起的指向误差的关键参数，而不是建立望远镜本身的物理模型参数；所估计的关键参数包括像旋量θ和平移量k₁、k₂。

进一步地，步骤(3)中估计像旋量θ和平移量k₁、k₂的方法如下：

首先将像旋量θ和平移量k₁、k₂按如下写成待估计的向量v：

将所选恒星的观测数据整理为如下向量u：

其中(x′_i,y′_i)表示恒星的观测位置；

将恒星的理论位置(x_i,y_i)整理成两组矢量hx_i和hy_i，并将hx_i和hy_i形成观测矩阵H，具体如公式(3)所示：

u、H、v以及噪声n具有如下关系：u＝H·v+n；

根据公式(4)计算得到估计向量v：

v＝(H^TH)^-1H^Tu (4)

从而得到像旋量θ、平移量k₁和k₂。