[发明专利]一种基于恒星星表的望远镜畸变校正方法

说明书

本发明基于畸变中心对称分布，畸变随半径变大的特点设计了一种基于恒星星表的生长法畸变拟合方法，主要原理是以望远镜光轴为中心将探测器靶面划分多个同心圆环，由最内侧的圆开始做恒星匹配和畸变拟合，然后用内测畸变拟合参数对相邻外侧数据进行修正，修正后的恒星和理论星表中恒星进行匹配，用匹配的结果对外侧的畸变进行迭代拟合，拟合中剔除比较大的匹配残差恒星对，以此类推直到最外层恒星拟合完毕。本发明方法可有效的降低天文望远镜畸变对于空间目标测量，尤其是天文定位结果精度的影响，且易于实施，适合推广使用。

技术领域

本发明属于天文学技术领域，具体为一种基于恒星星表的望远镜畸变校正方法。

背景技术

光学望远镜一般分为折射式，反射式及折反式望远镜，无论哪种形式的望远镜都在其光路系统中用到透镜(凸透镜或凹面镜)，而畸变是光学透镜固有的透视失真的总称，也就是因为透视原因造成的失真，这种失真对于物体的成像质量是非常不利的，但因为这是透镜的固有特性(凸透镜汇聚光线、凹透镜发散光线)，所以无法消除，只能改善。

天文望远镜(Astronomical Telescope)是观测天体的重要工具，可以毫不夸张地说，没有望远镜的诞生和发展，就没有现代天文学。随着望远镜在各方面性能的改进和提高，天文学也正经历着巨大的飞跃，迅速推进着人类对宇宙的认识。空间碎片是人类航天活动产生的，但其因数量庞大已经对人类正常的航天活动造成了较大影响，因此需要对空间碎片实时监测，目前大部分监测任务还是由大量的天文望远镜来完成。由于要提高观测的效率且考虑节约成本，所以一般会建设很大数量的大视场小口径望远镜，该类望远镜由于口径小，视场大，其畸变效应会变得异常明显。虽然望远镜出场会测量畸变，但是望远镜探测器的安装调试过程中，以及望远镜的使用过程中，镜片都有可能会发生改变，而镜片发生微小的改变都会影响畸变，畸变对于空间目标测量，尤其是天文定位结果精度会产生比较大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种利用星表和观测图像对望远镜的畸变进行实时测量，利用星图匹配的方法计算每一个恒星点目标的畸变，从而对望远镜的畸变模型进行求解修正，获取目标在探测器上的理论位置，从而提高望远镜的天文定位测量精度的方法。

本发明提供的技术方案为：

一种基于恒星星表的望远镜畸变校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：初始化星表数据及星表索引数据，设置望远镜的参数；

步骤(2)：读入望远镜观测图像处理结果数据，所述处理结果数据包含每个实测恒星的在观测图像中的坐标信息、图像灰度和望远镜指向信息；

步骤(3)：利用步骤(1)和步骤(2)的数据进行精确指向和像旋的测定；

步骤(4)：选择生长因子dr，通过多个以观测图像中心为圆心的同心圆，将望远镜的视场自内向外划分为第1圆层视场，第2环层视场，…，第K环层视场，K为大于1的整数；

设所述第1圆层视场，第2环层视场，…，第K环层视场范围内的实测恒星分别为M₁颗，M₂颗，…，M_K颗；

步骤(5)：利用步骤(3)测定的精确指向和像旋，重新搜索望远镜视场内的所有理论恒星，设重新搜索获得的理论恒星为N颗；

步骤(6)：结合步骤(2)输入的图像处理结果数据和步骤(5)获得的理论恒星数据，利用生长法进行畸变模型参数的拟合，具体包括以下步骤：

步骤(6-1)：设所述第1圆层视场范围内有M₁颗实测恒星，将所述M₁颗实测恒星与步骤(5)获得的N颗理论恒星进行匹配，设匹配成功的理论恒星及实测恒星组成的恒星匹配对为M2₁组；