[发明专利]大视场主动光学望远镜的波前传感方法、装置、及系统

说明书

本发明实施例公开了一种大视场主动光学望远镜的波前传感方法、装置、设备、系统及计算机可读存储介质。其中，方法包括利用DOUNT快速算法计算望远镜的焦平面离焦图像中各星点的低阶波前信息；焦平面离焦图像为图像传感器在望远镜视场边缘移动过程中、且处于长曝光和初始离焦量状态下采集；若各星点的低阶波前像差不连续，则根据预设调节幅度生成离焦量调节指令；当检测望远镜按照调节幅度在初始离焦量的基础上自动增加离焦量，发送重新采集焦平面离焦图像的指令；最后根据各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像得到望远镜的波前信息。本申请可有效提高望远镜波前传感的探测精度。

技术领域

本发明实施例涉及波前传感检测技术领域，特别是涉及一种大视场主动光学望远镜的波前传感方法、装置、设备、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

随着大口径大视场望远镜和航空航天技术的飞速发展，为了获得更高的巡天效率与集光能力，望远镜的口径与视场都在不断扩大。主动光学作为大口径大视场望远镜的关键技术，已经获得了广泛的应用。为了进一步发挥大口径大视场望远镜的探测能力，通过主动光学对望远镜中的各个主要部件进行独立、实时的面形校正与姿态控制，不仅可以降低对光学加工、系统装配精度的要求，还可以有效地放宽对大型跟踪架刚度的要求，降低系统运动惯量。

与传统以查表为主的主动光学相比，大口径大视场望远镜闭环主动光学系统具有校正频率高、可调节自由度多的特点。结合大口径大视场望远镜本身轴外像差敏感度高、焦面空间紧张的特点。一种不附加过多元件，且可以覆盖全部视场的焦面波前探测方法，就显得十分必要。

相关技术在检测大口径望远镜波前传感时，可采用光瞳面波前传感技术，该技术使用哈特曼传感器以及干涉仪来探测波前传感，干涉仪的精度对波前传感精度和准确度至关重要，使用更大口径的干涉仪来增加测量精度，其成本将难以控制。也就是说，采用光瞳面波前传感技术探测望远镜的波前传感的准确度和精度受制于干涉仪物理硬件参数，不利于提升波前传感的探测精度。

发明内容

本公开实施例提供了一种大视场主动光学望远镜的波前传感方法、装置、设备、系统及计算机可读存储介质，解决了相关技术存在的弊端，提高了望远镜波前传感的探测精度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种大视场主动光学望远镜的波前传感方法，包括：

利用DOUNT快速算法计算望远镜的焦平面离焦图像中各星点的低阶波前信息；所述焦平面离焦图像为图像传感器在望远镜视场边缘移动过程中、且处于长曝光和初始离焦量状态下采集；

若各星点的低阶波前像差不连续，则根据预设调节幅度生成离焦量调节指令；当检测所述望远镜按照所述调节幅度在所述初始离焦量的基础上自动增加离焦量，发送重新采集焦平面离焦图像的指令；

根据各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像得到所述望远镜的波前信息。

可选的，所述根据各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像得到所述望远镜的波前信息包括：

若所述望远镜的工作模式为快速低阶模式，则将各星点的低阶波前像差连续的焦平面离焦图像的各星点的低阶波前信息作为所述望远镜的波前信息；

若所述望远镜的工作模式为慢速高阶模式，则发送在与所述焦平面离焦图像的成像位置相对称的离焦位置进行成像的指令，以得到对称离焦图像；所述对称离焦图像为所述图像传感处于长曝光状态下所采集；利用泊松方程计算所述对称离焦图像得到高阶波前信息，将所述高阶波前信息作为所述望远镜的波前信息。

可选的，所述调节幅度为离焦量调节执行机构的最小步长或最小分辨率。

可选的，所述图像传感器采集所述焦平面离焦图像的曝光时间不小于第一曝光时间，所述第一曝光时间根据第一公式计算所得，所述第一公式为：