地平式天文望远镜高精度指向模型的研究与建立

• 作 者: 郑向明
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 地平式天文望远镜 指向模型 指向精度 图像处理

天文望远镜重要的技术指标之一就是指向精度。　　
本论文介绍了通过建立模型提高望远镜指向精度常用的两种方法[1]:基本参数模型和球谐函数模型。　　
在1.2m地平式望远镜技术升级后,为了满足激光测卫和自适应光学的工作需要,作者首先建立了初模型,保证恒星能进入到探测器CCD的视场里。针对1.2m望远镜的结构特性,再采用球谐函数模型方法,选取了一个取到四阶的带谐项和相应各阶均只是一次田谐项的球谐函数作为全天指向修正模型[2],使之具有更大的普适性。同时针对编码器细分误差这个具体因素建立相应的编码器小周期模型。经过以上几种模型修正后的指向精度达到了几个角秒的量级,圆满地满足了近几年观测任务的要求。　　
由于环境温度、湿度、风速及风向的变化等多方面的偶然因素,以及在作全天指向修正模型选取恒星时不能完全均匀分布全天区,导致拟合时在某些局部天区指向精度不同。同时鉴于对月球激光测距试验、高轨卫星定轨、恒星测光度差等工作需要,本文独特地提出并实现了用观测目标轨道周围的一定数量的恒星作局部指向修正模型改正。使之沿观测目标轨道上望远镜的指向达到角秒量级的高精度。这项研究工作至今未见报道。　　
特别介绍了在建立模型过程中需要注意和解决的几个问题,如:CCD视场中心与光轴中心的偏差、编码器零点误差、视场旋转、CCD视场大小和象元当量、CCD观测星象定心算法产生的偏差、跟踪过程带来的误差。　　
通过本文的研究工作,作者系统地掌握了地平式望远镜指向模型建立的理论,再从大量的实践工作中,作者建立了针对望远镜结构特性、观测对象特殊要求等等的各种指向修正模型,既使1.2m望远镜达到了角秒量级的高指向精度,又为高性能指标地平式望远镜的实现提供了广泛而实用的借鉴。