[发明专利]一种偏三轴望远镜的指向修正方法

摘要

一种偏三轴望远镜的指向修正方法，主要用于消除偏三轴望远镜的系统指向误差，提高偏三轴望远镜的指向精度。具体涉及一种偏三轴望远镜的指向误差修正方法，其特征在于：在偏三轴望远镜系统中，在方位轴锁定的条件下，通过拍摄若干颗恒星，分别计算每颗恒星处的指向误差，应用本发明提供的指向误差模型，建立指向误差模型方程组，求解取得模型参数，得到指向误差模型公式；然后，通过扣除系统指向误差的方法，实现对偏三轴望远镜的指向修正。本发明工程实现容易，具有很好的实用性。

主权项

一种偏三轴望远镜的指向修正方法，其特征在于实现步骤如下：（1）计算偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差模型：ΔE＝a0+a1cosEtanG‑a2sinEtanG+a3tanG+a4secG+a5E+a6E×G  ①其中：a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6为待定模型参数；ΔE为偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差；E、G表示偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角；（2）计算偏三轴望远镜的滚动轴指向误差模型：ΔG＝b0‑b1sinE‑b2cosE+b3cos G+b4G+b5E ×G    ②其中：b0,b1,b2,b3,b4,b5为待定模型参数；ΔG为偏三轴望远镜的滚动轴指向误差；E、G表示偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角；（3）通过偏三轴望远镜在方位轴锁定的条件下，拍摄若干颗恒星，获得一组在偏三轴望远镜下的真位置数据(A0,E0i,G0i)和测量位置数据(A0,Ei,Gi)，并算出各恒星处的指向误差(ΔEi,ΔGi)；其中：A0表示偏三轴望远镜的方位轴锁定位置的方位角；E0i,G0i为第i颗恒星的真位置俯仰角和滚动角,其中i＝1,2,…,n；Ei,Gi为第i颗恒星的测量位置俯仰角和滚动角,其中i＝1,2,…,n；ΔEi＝Ei‑E0i为第i颗恒星的俯仰轴误差,其中i＝1,2,…,n；ΔGi＝Gi‑G0i为第i颗恒星的滚动轴误差,其中i＝1,2,…,n；（4）利用公式①建立联立方程组③，计算偏三轴望远镜的俯仰轴指向 误差模型公式的参数：MEXE＝LE          ③其中： M E = 1 cos E 1 tan G 1 - sin E 1 tan G 1 tan G 1 sec G 1 E 1 E 1 × G 1 1 cos E 2 tan G 2 - sin E 2 tan G 2 tan G 2 sec G 2 E 2 E 2 × G 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 cos E n tan G n - sin E n tan G n tan G n sec G n E n E n × G n , 表示偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差模型矩阵； X E = a 0 a 1 . . . a 6 , 表示偏三轴望远镜的俯仰轴误差模型参数矩阵； L E = Δ E 1 ΔE 2 . . . ΔE n , 表示偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差矩阵；E1,…,En，G1,…,Gn分别表示n颗恒星在偏三轴望远镜下的真位置俯仰角和滚动角；ΔE1,…,ΔEn分别表示n颗恒星在偏三轴望远镜下的俯仰轴指向误差；求方程组③的最小二乘解，即得a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6待定模型参数的值；（5）利用公式②建立联立方程组④，计算偏三轴望远镜的滚动轴指向误差模型公式的参数：MGXG＝LG    ④其中： M G = 1 - sin E 1 - cos E 1 cos G 1 G 1 E 1 × G 1 1 - sin E 2 - cos E 2 cos G 2 G 2 E 2 × G 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - sin E n - cos E n cos G n G n E n × G n , 表示偏三轴望远镜的滚动轴指向误差模型矩阵； X G = b 0 b 1 . . . b 5 , 表示偏三轴望远镜的滚动轴误差模型参数矩阵； L G = Δ G 1 Δ G 2 . . . Δ G n , 表示偏三轴望远镜的滚动轴指向误差矩阵；E1,…,En，G1,…,Gn表示n颗恒星在偏三轴望远镜下的真位置俯仰角和滚动角；ΔG1,…,ΔGn表示n颗恒星在偏三轴望远镜下的滚动轴指向误差；求方程组④的最小二乘解，即得b0,b1,b2,b3,b4,b5待定模型参数的值；（6）利用公式①和②及其参数对偏三轴望远镜指向实施修正：设目标的真位置为(A0,E0,G0)，偏三轴望远镜要准确的指向目标，则偏三轴望远镜的实际指向位置应为(A0,E0+ΔE,G0+ΔG)；其中：A0表示偏三轴望远镜的方位轴锁定位置的方位角；E0,G0为偏三轴望远镜的俯仰角和偏三轴望远镜的滚动角；ΔE,ΔG为偏三轴望远镜的俯仰轴指向误差和偏三轴望远镜的滚动轴指向误差，分别按偏三轴望远镜的指向误差模型公式①、②计算求得，计算方法如下：ΔE＝a0+a1cosE0tanG0‑a2sinE0tanG0+a3tanG0+a4secG0+a5E0+a6E0×G0 ⑤其中：a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6为步骤（4）计算所得的指向误差模型参数；ΔG＝b0‑b1sinE0‑b2cosE0+b3cosG0+b4G0+b5E0×G0  ⑥其中：b0,b1,b2,b3,b4,b5为步骤（5）计算所得的指向误差模型参数。