[发明专利]一种望远镜控制装置、系统、方法、存储介质、程序及应用

说明书

本发明属于天文瞬变源的观测技术领域，公开了一种望远镜控制装置、系统、方法、存储介质、程序及应用，8套光学望远镜系统统一固定在多功能转台上，实现360°的旋转，实现全天区的不间断扫描。4套望远镜系统实现低仰角、宽带的扫描搜寻瞬变源天体的工作，对于高仰角及天顶的扫描搜寻瞬变源工作则由放置在底座2上的4套(每套2台)光学望远镜通过俯仰扫描的方式完成；通过优化控制及图像处理软件，利用望远镜装置的布局，实现对瞬变源天体开展全天区的实时监视搜寻工作。本发明成本降低，系统集成度更高、处理速度更快，与之前20套独立系统相比，本发明采用的集中控制方式，便于系统的集中控制，响应处理速度也会更快。

技术领域

本发明属于天文瞬变源的观测技术领域，尤其涉及一种望远镜控制装置、系统、方法、存储介质、程序及应用。

背景技术

近年来，天文瞬变源的观测与研究在现代时域天文学的研究中占据越来越重要的地位。瞬变源是指一种偶发的、短暂的非周期性天文现象。从观测上，其持续时标从数秒到数周甚至数月。目前，已知的瞬变源主要有超新星、伽玛暴、微引力透镜、黑洞瓦解恒星以及引力波的电磁对应体等天文事件。伽玛射线暴(Gamma-ray burst,GRB)简称伽玛暴，是一种典型的瞬变源天体。它是来自宇宙深处的、短时标的伽玛射线突然增强的现象，同时也是宇宙大爆炸之后最猛烈的爆发现象。按照其持续时标T90(光子数累积计数从5％～95％的时间) 的长短可以分为长暴(T902s)与短暴(T902s)两类。通常认为长暴起源于大质量恒星的塌缩，而短暴则起源于双致密星体的并合。此外，除了瞬时的伽玛暴辐射，在其暴发后还存在X射线波段、光学波段以及射电波段的余辉现象，其持续时标可以从数周到数月，甚至可达到数年量级。因此，通过研究伽玛暴及其暴后余辉现象可进一步探究致密天体、引力波辐射、相对论激波、极高能宇宙线的产生过程以及对基本物理原理进行高精度的检验等工作。由于伽玛暴在时间和空间上都很难预测，为了能够及时捕获信号，就需要大视场的光学望远镜进行高频率的全天监测。随着现代天文观测技术和数据处理技术的发展，越来越多的瞬变源天体被探测到，这也使得瞬变源的巡天观测与研究成为天文界关注的焦点。

目前，我国国家天文台兴隆基地的宽视场瞬变源巡天设备地基广角相机阵(Ground Wide Angle Camera,GWAC)就是为了进行瞬变源天体的巡天观测与研究而建设的。GWAC主要用于观测GRB爆发前5分钟和爆发后15分钟内光学波段辐射。该系统由40台口径为18厘米的广角望远镜组成，每台望远镜的视场可以达到150平方度，均配备了大靶面(4k*4k)的科学级CCD相机，总视场可以达到5000平方度。由此可见，每个机架上装置2台望远镜，40台望远镜共需要20个机架，这种结构与整体系统相比，虽提升了系统的灵活性，但却增加了控制系统的难度，同时也极大地增加了系统的构成成本。因此，设计出一种新的望远镜组构建方法显得尤为重要。

为了进行瞬变源天体的巡天观测与研究，我国科研人员已经提出利用广角相机阵列开展相关研究。相关技术之一，《The mini-GWAC optical follow-up of gravitationalwave alerts-results from the O2campaign and prospects for the upcomingO3run》,Res.Astron.Astrophys,20(1),13(2020).我国国家天文台兴隆基地提出建设的宽视场瞬变源巡天设备地基广角相机阵(Ground Wide Angle Camera,GWAC)以用于开展相关工作研究。GWAC主要用于观测GRB爆发前 5分钟和爆发后15分钟内光学波段辐射。该系统由40台口径为18厘米的广角望远镜组成，每台望远镜的视场可以达到150平方度，均配备了大靶面(4k*4k) 的科学级CCD相机，总视场可以达到5000平方度。目前，利用该系统已经获得了相关的研究数据。