[发明专利]大型射电望远镜的副反射面位姿测量系统及测量方法

说明书

本发明提供一种大型射电望远镜的副反射面位姿测量系统，包括主反射面和副反射面，主反射面的中心处设有馈源仓，副反射面的边沿处安装有第一激光器，馈源仓的顶端为平面，平面上安装有馈源喇叭、黑色接收板、和长距离激光测距设备，馈源喇叭的侧面安装有对准所述黑色接收板的相机，长距离激光测距设备测量其到副反射面之间的距离。此外，本发明还提供了副反射面位姿测量方法。本发明的副反射面位姿测量系统采用PSD法代替射电法检测，可以在大型射电望远镜建设初期链路系统不完善的情况下获取副反射面的三维位移数据，构建副反射面的三维的重力模型，并对温度、风载和瞬时启停这类不稳定的因素对副反射面位姿的影响进行定量定性分析。

技术领域

本发明属于射电望远镜领域，具体涉及一种大型射电望远镜的副反射面位姿测量系统及测量方法。

背景技术

指向误差是影响大型射电望远镜天线效率的重要因素之一。在射电望远镜运行中，随着方位俯仰角的变化，重力以及日照、风载等对副反射面撑杆的综合影响会引起望远镜的副反射面位姿改变从而引起指向误差的增加。

在众多因素中，重力因素是影响最大且最稳定的因素。目前，使用射电法构建副反射面的重力模型来修正重力引起的副反射面位姿变化。射电法通过寻找望远镜不同俯仰位置时的功率最大点以及天线效率最大点来确定不同俯仰位置对应的最佳副反射面位置，从而构建副反射面的重力模型。该方法结合现有的主反射面修正技术以及指向修正技术，可以使得望远镜在工作过程中满足指向精度的需求。

但是射电法也有其缺陷性，该方法需要停止观测进行扫描检测；需要望远镜整个信号接收系统和链路传输系统都完善的情况下才可以进行；由于无法实时监测，因此只能对重力这个固有因素进行建模，无法定量定性分析温度、风载和天线瞬时启停时副反射面位姿变化情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型射电望远镜的副反射面位姿测量系统及测量方法，以构建副反射面的重力模型，定量定性分析温度、风载和天线瞬时启停对副反射面位姿的影响。

为了实现上述目的，本发明提供了一种大型射电望远镜的副反射面位姿测量系统，包括主反射面和副反射面，所述主反射面的中心处设有一馈源仓，所述副反射面的边沿处安装有一第一激光器，所述馈源仓的顶端为一平面，该平面上安装有馈源喇叭、一与所述第一激光器彼此对准的黑色接收板、和一长距离激光测距设备，所述馈源喇叭的侧面安装有一对准所述黑色接收板的相机，所述长距离激光测距设备测量其到副反射面之间的距离。

所述馈源仓内设有一与一计算机终端设备相连的网络交换机。

所述相机通过一网络接口与所述网络交换机通信相连。

所述长距离激光测距设备包括一RS422串口，并通过所述RS422串口与所述网络交换机通信相连。

所述长距离激光测距设备包括一第二激光器，第二激光器的发射方向对准所述副反射面的中圈，其中，副反射面由三圈面板组成。

所述第一激光器通过万向支架调整位置，并通过一不锈钢方管固定在所述副反射面边沿处。

所述第一激光器由一不锈钢罩罩住。

所述黑色接收板通过胶带固定在所述馈源仓的顶端。

所述相机由一不锈钢罩罩住。

所述长距离激光测距设备通过一垂直安装架固定在馈源仓的顶端。

另一方面，本发明提供了一种大型射电望远镜的副反射面位姿测量方法，其特征在于，包括：