[发明专利]一种基于天文定位的光学望远镜外场跟踪精度检测方法

说明书

本发明公开了一种基于天文定位的光学望远镜外场跟踪精度检测方法，包括以下步骤：设定能覆盖跟踪精度检测的速度、加速度范围的跟踪路径；根据目标运动速度，给予跟踪初始速度，设定初始时刻，模拟虚拟空间目标D运动，望远镜启动自动跟踪；按照采样频率，计算各个采样时刻时虚拟空间目标D在CCD图像上的观测值D_t(X，Y)，由D_t(X，Y)引导望远镜进行自动跟踪；计算望远镜的跟踪精度。本发明简单易行，检测精度由采用的恒星星表决定，可以达到很高的精度，远高于室内检测设备及传统检测方法能达到的精度，无需额外负担，随时可行，能够广泛地应用在光学望远镜的外场跟踪精度检验中。

技术领域

本发明属于光学望远镜外场跟踪精度技术领域，具体涉及一种基于天文定位的光学望远镜外场跟踪精度检测方法。

背景技术

自光学望远镜问世以来，光学望远镜一直是人类探索空间的最重要工具。随着人造卫星上天，空间目标数量的大幅度增加，它又被广泛地用于空间目标观测，光学望远镜成为空间目标监视网中重要的组成部分，是空间目标态势感知的一种重要手段。跟踪精度是光学望远镜的重要技术指标之一。跟踪精度是指望远镜在一定的角速度和角加速度范围内实时测量跟踪目标的波动程度。

目前，跟踪精度的测量一般采用室内跟踪仿真旋转靶标和外场跟踪真实空间目标实测来实现。室内仿真旋转靶标进行等速或正弦运动模拟空间目标运动，望远镜实时跟踪该目标，同时获取目标的电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)图像，由目标的脱靶量计算跟踪精度。该方法中由于运动靶标存在较多的误差源，并且误差较大，导致旋转靶标本身的精度较低，因此被测设备精度更低；另外由于结构限制，对于大型望远镜的跟踪精度的检测，对旋转靶标的制作提出了更高的要求而增加了难度。而外场检测方法是采用望远镜实时跟踪空间目标，从获取的CCD图像中计算脱靶量来得到望远镜的跟踪精度，但由于真实空间目标运动速度区间单一，不能实现各个速度的遍历，此外真实空间目标位置的精度依赖图像处理、定心精度的限制，因此对于跟踪误差的测量引入了额外的误差源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于天文定位的光学望远镜外场跟踪精度检测方法。本发明采用天文定位方法提供以一定角速度旋转的仿真空间目标，光学望远镜自动跟踪仿真目标，从而实现在预定的速度和加速度条件区间约束下对光学望远镜外场跟踪精度的测量。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于天文定位的光学望远镜外场跟踪精度检测方法，包括以下步骤：

(1)设定能覆盖跟踪精度检测的速度、加速度范围的跟踪路径；

(2)根据目标运动速度，给予跟踪初始速度，设定初始时刻，模拟虚拟空间目标D运动，望远镜启动自动跟踪；

(3)按照采样频率，计算各个采样时刻t时虚拟空间目标D在CCD图像上的观测值D_t(X，Y)，由D_t(X，Y)引导望远镜进行自动跟踪；

(4)计算望远镜的跟踪精度。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的步骤(1)具体为：

利用望远镜采集图像，根据恒星背景计算当前天球坐标系下的指向Q(α，δ)，在天球上以点P(α，δ+r)或P(α，δ-r)为中心，以r为半径画一个圆周S，圆周S设定为虚拟空间目标D的运动路径及望远镜的跟踪路径。

上述的步骤(2)具体为：

根据步骤(1)设定的路径，此时望远镜已位于跟踪路径，给予望远镜跟踪初始速度后，开始计时，虚拟空间目标D以等速ω沿着圆周S运动，望远镜开始自动跟踪。

上述的步骤(3)包括以下步骤：