[发明专利]一种地基望远镜全自动指星方法

说明书

本发明涉及一种地基望远镜全自动指星方法，包括：将望远镜固定到台站；采集不同区域星体观测图像，记录望远镜轴系本体读数坐标值和星体观测图像星体图像数据；识别星体观测图像中已知星体，得到与中心像素量度坐标对应的天球坐标；将望远镜光轴指向的天球坐标转换为国际地球参考系中的地固坐标；计算出国际地球参考系到望远镜轴系本体坐标系间的转换矩阵；将待观测星体地固坐标与转换矩阵相乘得望远镜轴系本体指向参数；控制望远镜轴系执行本体指向参数实现对待测目标的精准指向。本发明的地基望远镜全自动指星方法，能有效解决现有技术需要精测地方台站经纬度坐标、需人为调节望远镜方位差和水平差以及时效性较差、精准性不高的问题。

技术领域

本发明涉及望远镜指向跟踪技术领域，具体涉及一种地基望远镜全自动指星方法。

背景技术

目前，地基望远镜的指向定标，均需要测定或获取望远镜所在台站的大地经纬度坐标或天文经纬度坐标，并且需要人为的精调望远镜机架两个轴系相对台站处正北方向的方位差以及相对当地水平面的水平差，长期以来这是新台站部署望远镜必须的操作，但是限于其复杂性通常需要较长的时间，也需要较多的人力时间才可完成。对于需要快速部署的望远镜(如车载望远镜、机动性望远镜)以及难以轻易操控调节的超大型望远镜，这种经典方法的时效性较差、精准性不高，甚至在有些特殊台站无法实施。

发明内容

本发明的目的是提供一种地基望远镜全自动指星方法，能有效解决现有技术需要精测地方台站经纬度坐标、需人为调节望远镜方位差和水平差以及时效性较差、精准性不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种地基望远镜全自动指星方法，包括以下步骤：

(1)将望远镜固定到台站；

(2)通过望远镜采集不同区域的星体观测图像，并记录望远镜轴系的本体读数坐标值和星体观测图像的星体图像数据；

(3)识别出各个区域星体观测图像中的已知星体，根据已知星体的像素量度坐标和与其对应的恒星星表中的天球坐标，得到与中心像素量度坐标对应的天球坐标，即望远镜光轴指向的天球坐标；

(4)将望远镜光轴指向的天球坐标转换为国际地球参考系中的地固坐标；

(5)计算出国际地球参考系到望远镜轴系本体坐标系间的转换矩阵；

(6)将待观测星体天球坐标转换为国际地球参考系中的坐标，将该坐标与转换矩阵相乘，即得望远镜轴系本体指向参数；

(7)控制望远镜轴系执行本体指向参数，即实现对待测目标的精准指向。

其中，步骤(2)中望远镜在其两个轴系的可动范围内至少指向9个区域，且每个轴系的运动步长相同，记录各个步长处望远镜两个轴系本体读数坐标值和所观测的星体图像数据。

其中，步骤(3)的具体步骤为：由星体的像素量度坐标和与其相匹配的恒星星表中天球坐标，通过最小二乘拟合出从像素量度坐标转换到天球坐标的函数，进而得到与中心像素量度坐标相对应的星表中的天球坐标。

其中，步骤(4)是将望远镜光轴指向的天球坐标矢量转换为地心天球参考系中的天球坐标，之后再从地心天球参考系中的天球坐标转换为国际地球参考系中的地固坐标。

其中，步骤(5)中先由国际地球参考系中的地固坐标和望远镜轴系的本体读数坐标构建观测方程，之后基于最小二乘方法计算出从国际地球参考系到望远镜轴系本体坐标系间的转换矩阵。