极轴式望远镜系统误差修正模型推导

水平式望远镜静态指向误差的建模与修正李梦梦;李振伟;刘承志【摘要】A pointing error of level mounting optoelectronic telescope was modeled and corrected. According to the architecture of level mounting telescope,the horizontal coordinate system and the sighting coordinate system were built,then the conversion formulas of horizontal coordinates,horizon coordinate system and sighting coordinate system were derived. Considering triaxial error and encoder error of the telescope,etc.,the compensation model of static pointing error of level mounting telescope was established. Using the measured star coordinate data,spherical harmonics model,basic physical parameter model and the proposed model were compared and verified. The experimental results show that total pointing error was reduced from 150.96″ to 4.12″ for a certain level mounting telescope after correcting with the proposed model,which meets the accuracy request,and it can widely use in the field of scientific research and engineering.%对水平式望远镜静态指向误差进行建模与修正.根据水平式望远镜具体构架,设立地平坐标系和照准坐标系,推导出水平坐标系、地平坐标系和照准坐标系之间的转换公式,考虑望远镜的三轴误差和编码器误差等因素,建立水平式望远镜静态指向误差补偿模型(以下简称本文模型).通过实测得到的恒星坐标数据对球谐函数模型、基本物理参数模型及本文模型行修正验证,实验结果表明,某型水平望远镜采用本文模型修正后,设备总指向精度由修正前的150.96″,提高到4.12″,满足系统总体提出的精度要求,能够广泛地应用于科研和工程领域.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2017(047)005【总页数】6页(P624-629)【关键词】光电探测技术;指向模型;坐标转换;水平式望远镜【作者】李梦梦;李振伟;刘承志【作者单位】中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站,吉林长春 130117;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站,吉林长春130117;中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站,吉林长春 130117【正文语种】中文【中图分类】V556.5自20世纪60年代起,可以观测到的大于10 cm的空间碎片逐年增加,平均每年增加200个,现在已观测到的空间碎片总数已超过10000个。

水平式光电望远镜静态指向误差的修正李振伟;杨文波;张楠【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2015(8)2【摘要】为了提高水平式光电望远镜静态指向精度，对光电望远镜静态指向修正模型进行了理论分析和实验研究，建立了水平式望远镜指向模型。

首先，介绍了球谐函数模型和水平式望远镜指向模型，并对水平式望远镜指向模型加以修改。

然后，对全天区均匀分布的70颗Tycho-2恒星进行实际观测，获得水平式光电望远镜在L轴和B轴上的指向偏差，利用最小二乘法对该模型进行拟合，计算出水平式望远镜指向模型中各待定系数。

最后，采用该指向模型对某型水平式望远镜进行了修正。

实验结果表明：采用水平式望远镜指向模型进行修正后，望远镜设备总指向精度由修正前的152.10″提高到了4.76″。

满足系统总体提出的精度要求，能够广泛地应用于科研和工程领域。

%In order to improve the static pointing accuracy of level mounting optoelectronic telescope, the stat-ic pointing models are presented after theoretical analysis and experimental research, and modified model for level mounting optoelectronic telescope is established.First, spherical harmonic function model and modified model for level mounting optoelectronic telescope are introduced.Then 70 stars from Tycho-2 scattered uni-formly in the sky were selected to be measured, and the discrete values of the 70 stars′pointing errors were gained in longitude and latitude dimensions, respectively.Finally, the coefficients in the total pointing error model were obtained by least squarefitting method.Experimental results indicate that pointing precision of lev-el mounting optoelectronic telescope can be improved from152.10″( without modified model) to 4.76″( with modified model) .The modified model for level mounting optoelectronic telescope can satisfy the requirements in general design, which can be widely applied in science and engineering field.【总页数】7页(P263-269)【作者】李振伟;杨文波;张楠【作者单位】中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，吉林长春130117;中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，吉林长春130117;中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，吉林长春130117【正文语种】中文【中图分类】P123.46;V556.5【相关文献】1.水平式经纬仪静态指向修正模型的比较与改进 [J], 刘廷霞;王伟国;李博;李建海;吉桐伯2.水平式光电望远镜目标定位误差的预测 [J], 韩雪冰;张景旭;赵金宇;王志;宋云夺;王志臣;赵勇志;吴小霞3.水平式望远镜轴系刚度分析及轴系误差的修正 [J], 吴小霞;张景旭;王志4.水平式望远镜静态指向误差的建模与修正 [J], 李梦梦;李振伟;刘承志5.65 cm水平式望远镜静态指向模型 [J], 平一鼎;张晓祥;鲁春林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于CCD提高射电望远镜极轴校准精度及修正张岩;颜毅华;谭程明;王威;黄亚芳【摘要】射电望远镜极轴的安装定位是否准确直接影响其指向精度和成像质量,通过运用光学CCD原理精确测量射电望远镜极轴偏差角度,用以安装校准极轴,达到提高射电望远镜指向精度和成像质量的效果,并且结合计算机可实现多极轴同时校准,提高工作效率.同时,基于CCD技术可以及时发现天线极轴出现的偏差并进行修正,提高了数据的质量.【期刊名称】《天文研究与技术－国家天文台台刊》【年(卷),期】2011(008)001【总页数】6页(P15-20)【关键词】日像仪;极轴;CCD;赤纬;分辨率【作者】张岩;颜毅华;谭程明;王威;黄亚芳【作者单位】中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院国家天文台,北京,100012;中国科学院太阳活动重点实验室(国家天文台),北京,100012;中国科学院国家天文台,北京,100012;中国科学院太阳活动重点实验室(国家天文台),北京,100012;中国科学院国家天文台,北京,100012;中国科学院太阳活动重点实验室(国家天文台),北京,100012;中国科学院国家天文台,北京,100012;中国科学院太阳活动重点实验室(国家天文台),北京,100012;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院国家天文台,北京,100012【正文语种】中文【中图分类】TP202+.2在无线电波段进行射电观测是研究太阳的一个十分重要的手段，不同波段的无线电反映出不同的特性和状态。

新一代厘米—分米波频谱日像仪可实现在太阳大气爆发过程能量释源区的射电成像观测，填补国际上在该领域的科学空白，使我国在太阳活动探测与研究、太阳活动对地影响等领域的研究进入国际先进行列，并推动我国在无线电物理学、等离子体物理学、地球物理学和空间科学以及航空、航天等科学领域的巨大发展［1］。

但随着我们制定的科学目标越来越高，这些研究目标对射电观测仪器也提出了更高的要求。

大型望远镜测角系统误差的修正王显军【摘要】由于大型望远镜转台轴系对测角精度要求较高,本文研究了测角数据系统的误差修正技术.分析了测角数据误差产生的原因,对测角元件误差、安装误差、被测轴系误差进行了讨论,指出轴系测角分系统的误差规律符合谐波方程,故提出采用谐波方程式来表达误差规律.针对工程应用,建立了基于傅里叶级数的简化谐波方程误差公式,用谐波方程算法和多项式拟合算法对系统误差进行修正.在一个望远镜垂直轴转台进行了试验验证,结果显示测角精度峰值由原来的3.81″提高到了1.06″.实验表明,基于傅里叶级数的修正算法,较好地符合误差分布规律;采用系统误差修正技术,可以对系统综合误差统一修正,能够有效提高系统测角精度.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2015(023)009【总页数】6页(P2446-2451)【关键词】望远镜;测角系统;编码器;测角精度;误差修正【作者】王显军【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TP212.12;TH7431 引言大型望远镜用于对天文及人造空间目标的高分辨率成像，其观测目标小、距离远，因此对系统测角精度的要求较高［1］。

1989年欧洲南方天文台建成的3.5 m 口径NTT 望远镜，测角系统采用Heidenhain绝对式编码器，设备跟踪误差为0.15″，瞄准误差为1.5″。

1998年欧洲北方天文台建成的3.5m 口径TNG 望远镜，采用Heidenhain绝对式28位编码器，设备跟踪误差为0.2″，瞄准误差为1″。

2004年美国白沙靶场建成的4.1 m 口径SOART 望远镜，采用Heidenhain29 位钢带编码器，设备跟踪误差为0.064″，瞄准误差为0.08″。

安装误差以及被测量轴系误差会影响编码器精度，使得望远镜系统难以达到较高精度。

如文献［2］中的关节测试平台［2］选用的R10851 型圆光栅，栅距为20μm，其基础刻线为16 384对光栅线，刻划光学半径为107.95 mm，用此光栅作编码器，精度可高于5″，但将其应用到关节测试平台时系统的测量精度只有28.3″。

博士学位论文空间望远镜精细导星解算及光闭环半物理仿真验证作者姓名：陈怀宇指导教师: 尹达一研究员中国科学院上海技术物理研究所学位类别: 工学博士学科专业: 物理电子学培养单位: 中国科学院上海技术物理研究所2019年3月中国科学院大学研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明或致谢。

作者签名：日期：中国科学院大学学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论文的规定，即中国科学院有权保留送交学位论文的副本，允许该论文被查阅，可以按照学术研究公开原则和保护知识产权的原则公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。

涉密及延迟公开的学位论文在解密或延迟期后适用本声明。

作者签名：导师签名：日期：日期：Fine Guidance Sensor Processing and Optical Closed-loop Semi-physical Simulation in Space TelescopeA dissertation submitted toUniversity of Chinese Academy of Sciencesin partial fulfillment of the requirementfor the degree ofDoctor of Engineeringin Physical electronicsByChen HuaiyuSupervisor:Professor Yin DayiShanghai Institute of Technical PhysicsOf the Chinese Academy of SciencesMarch 2019摘要摘要空间天文望远镜作为研究宇宙起源、恒星演化和暗物质等前沿物理学问题的重要实验观测设备，需要对目标保持长时间凝视来获得高质量的天文观测结果。

实验报告（二）——误差修正模型(ECM)的建立与分析一、单位根检验：1、绘制cons与GDP的时间序列图：从时间序列图中可以看出，cons与GDP随时间增加都呈上升趋势，表现出非平稳性。

2、对cons进行单位根检验：先选择对原序列（level）进行单位根检验，根据cons与GDP的时间序列图的走势，选择trend and intercept的检验方法，在maximum lags中填写ADF 检验方法的滞后期为0，从上表中可以看出，P值为0.9888，大于0.05的显著性水平，说明原序列是非平稳的。

选择cons的一阶差分（1st）和trend and intercept,从上表中可以看出，经过一阶差分后，P值（=0.5099）仍然没有通过0.05的置信水平检验，说明是不平稳的，需要继续改进。

再试用ADF检验，在滞后期（maximum lags）中填入8，选择一阶差分和trend and intercept，得出上表，可以看出P值=0.0801，大于0.05，没有通过0.05的置信水平检验，说明是不平稳的，需要继续改进。

再试用ADF检验，在滞后期（maximum lags）中填入6，选择二阶差分和trend and intercept，得出上表，可以看出P值=0.0137，小于0.05，通过0.05的置信水平检验，说明是平稳的。

3、对GDP进行单位根检验：先选择对原序列（level）进行单位根检验，根据cons与GDP的时间序列图的走势，选择trend and intercept的检验方法，在maximum lags中填写ADF 检验方法的滞后期为0，从上表中可以看出，P值为1.0000，大于0.05的显著性水平，说明原序列是非平稳的。

选择GDP的一阶差分（1st）和trend and intercept,从上表中可以看出，经过一阶差分后，P值（=0.5574）仍然没有通过0.05的置信水平检验，说明是不平稳的，需要继续改进。

1.56米望远镜的极轴校正和跟踪误差测定方法与结果
钱伯辰
【期刊名称】《中国科学院上海天文台年刊》
【年(卷),期】1992(000)013
【摘要】1.56米天文望远镜已于1989年上海天文台的佘山工作站投入使用，经校正，瓣极轴指向偏离北极为：0″.±4″.48（在方位上）和0″.±2″.21（在高度上）。

望远镜的跟踪误差也被测定：在天顶附近30分钟内所作的128次观测得到的望远镜跟踪的均方根误差为±0″.36。

结果表明，1.56米望远镜的恒动跟踪十分优良。

【总页数】3页(P167-169)
【作者】钱伯辰
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P111.21
【相关文献】
1.极轴式望远镜系统误差修正模型推导 [J], 王建军;陆长明;黄晨
2.极轴式望远镜系统误差修正方法研究 [J], 王建军;陆长明;高昕;唐嘉
3.极轴式卫星接收天线跟踪误差的分析及安装调整 [J], 马文明
4.300 mm折射望远镜跟踪精度和极轴指向的实测研究 [J], 王洪光;王金;叶育青
5.基于CCD提高射电望远镜极轴校准精度及修正 [J], 张岩;颜毅华;谭程明;王威;黄亚芳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

光学仪器高精度误差计算与校正方法研究近年来，光学仪器在工业、医疗等多个领域都有着广泛的应用。

而随着科技的发展，对光学仪器的精度要求也越来越高。

然而，由于生产和使用过程中的种种因素，光学仪器中的误差不可避免。

因此，如何正确地计算和校正这些误差，以保证光学仪器的高精度，成为了光学仪器领域内的一大难题。

一、误差来源在光学仪器的使用中，误差的来源主要包括以下几个方面：1.系统误差：这是由于生产、加工等方面的原因造成的误差。

例如光学元件的制造精度、装配精度等。

2.环境误差：这是由于使用环境的温度、湿度等因素，对光学仪器的影响所造成的误差。

3.数据误差：人为误差和仪器测量误差，会影响数据的正确性。

4.光学散射：光学散射也是影响精度的一个重要因素。

通过对这些误差来源的深入了解和分析，可以有针对性地采取一些措施，最大程度地减少误差的影响。

二、误差计算方法在光学仪器的使用中，误差的计算是非常重要的。

在计算误差时，一般采用以下两种方法：1.建立误差模型：通过分析光路、组件等结构，建立误差模型，便于进行误差计算和校正。

误差模型一般包括基础误差模型和扰动误差模型。

基础误差模型是指光学仪器中的固有误差。

例如仪器中的不良元件、不平整表面等。

扰动误差模型则是指光学仪器在测量过程中所遇到的外部干扰，比如来自其他器材或者周围环境的震动、温度的变化等。

2.使用误差计算软件：现在市面上有许多优秀的误差计算软件，可以自动实现误差计算，降低人工模拟测量确保误差精度的工作强度。

同时，误差计算软件也能够自动构建误差模型，提高计算的精度和可靠性。

三、误差校正方法误差的校正方法主要包括以下三种：1.调节光路：通过调节光路中的齐明点、牛顿环等结构或者调节光路的光束来校正误差。

2.精密测量：使用具有更高精度的测量仪器，在检测范围内制作出一系列标准样品，逐一进行对照测量，找出误差，并进行校正。

3.软件校正：在误差计算软件的支持下，进行误差数值的分析、反馈、修正，以实现误差的校正。