收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于子孔径扫描的大口径天文望远镜平场定标方法研究

逯诗桐  
【摘要】:目前天文学和天文仪器取得了巨大的进展,大口径的天文望远镜日益增多,望远镜口径越大,集光能力越强,能够观测到更暗弱的天体,而且望远镜的空间分辨率也更高,能够观测到天体的更多细节。大口径天文望远镜及终端仪器的精确定标是研制、运行中的重要一环,提高定标精度对于未来的超大口径天文望远镜发展具有重要意义。为了提高获取数据的准确性,一般要进行相关地面定标试验,其中最关注的是平场定标,目的是解决像面响应的非均匀性。本文提出了基于子孔径扫描的大口径天文望远镜平场定标方法,即在大口径天文望远镜入瞳,通过多个子孔径扫描拼接,构建全口径照度数据的方法,以完成大口径天文望远镜不同视场的响应非均匀性标定。本文在理论分析的基础上,开展了子孔径及扫描路径的规划,选择确定准直光源系统的照明光源形式及辐亮度参数,进行标定用准直光学系统参数的初设计,分析子孔径拼接扫描过程中各项误差对平场定标不确定度的影响,提出相应的校正方法。并利用仿真模型与实验搭建,验证子孔径扫描平场定标方法的可行性,实现探讨子孔径扫描方法工程化的相关技术问题。本文研究的主要工作包括以下部分:(1)分析国内外大口径天文望远镜发展现状及平场标定方法,提出基于子孔径扫描的大口径天文望远镜平场定标方法。(2)建立子孔径平场定标数学模型,论证该方案的可行性。依据天文望远镜的技术参数及曝光时间等综合因素,规划扫描子孔径数量为64、孔径大小为250mm的子孔径扫描路径,通过理论模型分析扫描法的标定效率及不同视场子孔径重叠区域对定标不确定度影响。(3)依据天文望远镜的探测能力及规划的子孔径参数,完成标定用准直系统参数的设计。设计了一种双胶合准直系统作为平场定标光源准直光学系统,在满足口径要求的前提下,标定准直光学系统的视场大小为2.2mm×2.2mm,其出射光束的均匀性达到99.68%,通过该准直光学系统能够为大口径天文望远镜平场定标提供均匀的光源。(4)分析子孔径扫描法标定平场工程实施过程中其它误差源,包括定标光源稳定性对像面照度影响,以及探测器噪声等,并提出相应校正或控制方法。其次深入分析影响平场定标不确定度的各项误差源,合成基于子孔径扫描平场定标法不确定度约为0.8%。(5)完成平场定标像面照度仿真分析,将设计的准直系统导入光学仿真软件,全口径定标待测系统入瞳处总照度与子孔径扫描定标待测光学系统拼接照度相差111.63 10-′。轴外0.5°视场子孔径逐一扫描与全口径扫描待测系统像面照度相差100.336 10-′,仿真数据表明子孔径逐一扫描与全口径扫描待测系统像面总照度基本相等,验证子孔径扫描法可恢复全口径的照度信息。(6)在实验室条件下,设计缩比实验来验证提出的基于子孔径扫描法的平场定标方案的可行性。选用子孔径大小为50mm,待测光学系统口径为150mm,子孔径数量为9,规划子孔径扫描路径进行平场定标实验验证。通过仿真分析全口径定标待测光学系统像面照度与子孔径拼接定标待测光学系统像面照度相差0.005,结合实验验证结果表明:用子孔径扫描待测系统像面能量叠加对比全口径像面照度,恢复全口径的照度信息,全口径像面灰度值231.085,单个子孔径叠加灰度值为233.350,相对误差为0.75%。子孔径扫描法可用于大口径天文望远镜的平场定标。综上所述,本论文通过理论分析与仿真建模方法,搭建实验平台,解决更大口径的天文望远镜平场定标,解决像面响应的非均匀性对于巡天发展有着重要的意义,为以后相关研究工作提供了依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 逯诗桐;张天一;张晓辉;;大口径空间巡天望远镜子孔径拼接平场定标法[J];中国光学;2020年05期
2 董军,张蓉竹,张均,杨毅松,许乔,蔡邦维;样本容量对子孔径拼接检测精度影响的分析[J];激光杂志;2005年03期
3 董军,张蓉竹,蔡邦维,张均,杨毅松,许乔;样本容量对子孔径拼接检测精度影响的分析[J];光学与光电技术;2005年01期
4 段晓飞;宋伟;吴君君;;关于影响子孔径拼接检测精度的研究分析[J];重庆文理学院学报(自然科学版);2008年06期
5 苏云;李博;;子孔径拼接检测方法的目标函数优化[J];航天返回与遥感;2008年01期
6 王孝坤;王丽辉;张学军;;子孔径拼接干涉法检测非球面[J];光学精密工程;2007年02期
7 王宁;贾辛;邢廷文;;子孔径拼接检测浅度非球面[J];红外与激光工程;2013年09期
8 张鹏飞;赵宏;周翔;李进军;;采用立体视觉实现子孔径拼接测量的工件定位[J];光学精密工程;2010年02期
9 陈善勇;戴一帆;解旭辉;丁凌艳;;子孔径拼接干涉测量的精度估计方法[J];光学学报;2008年05期
10 张明意;李新南;;子孔径拼接检验法中倾斜的影响及消除方法[J];光电工程;2006年08期
11 郑立功;;基于子孔径拼接法测量高精度反射镜[J];应用光学;2014年01期
12 罗倩;吴时彬;汪利华;杨伟;范斌;;拼接检测系统平面波前稀疏子孔径排列模型的优化[J];光电工程;2018年05期
13 刘智颖;宋玉龙;付跃刚;高天元;;基于等效节点的子孔径拼接系统公差分析[J];光子学报;2011年08期
14 张明意;李新南;;子孔径拼接法检验大口径光学镜面精度分析[J];应用光学;2006年05期
15 闫公敬;张宪忠;;子孔径拼接检测凸球面技术研究[J];红外与激光工程;2016年05期
16 闫力松;王孝坤;罗霄;郑立功;张学军;;采用三角剖分算法的子孔径拼接检测技术[J];红外与激光工程;2013年07期
17 周游;王青;刘世杰;;一种修正子孔径拼接中系统误差的方法[J];激光与光电子学进展;2014年05期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 王宁;贾辛;邢廷文;;子孔径拼接检测浅度非球面的研究[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
2 吴世霞;田爱玲;刘丙才;张鹏飞;;子孔径拼接中系统误差的修正方法[A];2013年(第五届)西部光子学学术会议论文集[C];2013年
3 张蓉竹;许乔;杨春林;蔡邦维;;子孔径拼接干涉检测技术研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
4 陈善勇;李圣怡;戴一帆;;非球面的子孔径拼接干涉测量方法[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
5 刘彦斌;孙光才;邢孟道;郭亮;杨军;保铮;;基于子孔径数据流的星载SAR实时成像算法研究[A];第六届高分辨率对地观测学术年会论文集(下)[C];2019年
6 董军;张蓉竹;张均;许乔;蔡邦维;;子孔径拼接检测技术中样本容量的确定[A];第十届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2004年
7 靳淳淇;张晓辉;;双子孔径差分扫描光路装调精度研究[A];第十六届全国光学测试学术交流会摘要集[C];2016年
8 张蓉竹;;大口径光学镜面子孔径拼接检测技术[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
9 卢丙辉;刘炳国;孙和义;陈凤东;刘国栋;;基于子孔径拼接的衍射干涉靶丸形貌检测技术[A];激光聚变能源检测与驱动技术研讨会摘要集[C];2015年
10 王若言;高志山;袁群;朱丹;陈露;;基于梯度算法的子孔径拼接检测技术[A];第十七届全国光学测试学术交流会摘要集[C];2018年
11 王青;傅英;;子孔径拼接测试中的系统误差放大效应及其消除方法[A];第十三届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2010年
12 赵丹;陈卫哲;展亚伦;王新合;;子孔径拼接干涉技术检测大口径光学元件[A];第十五届全国光学测试学术交流会论文摘要集[C];2014年
13 王洪浩;明名;;基于坐标变换的大口径光学非球面子孔径检测方法研究[A];第十七届全国光学测试学术交流会摘要集[C];2018年
14 周宇豪;刘东;师途;臧仲明;严天亮;白剑;沈亦兵;杨甬英;张磊;;光学自由曲面子孔径拼接干涉检测技术[A];第十六届全国光学测试学术交流会摘要集[C];2016年
15 徐新华;傅英;;大尺寸石英平晶均匀性的子孔径拼接测试研究[A];第十三届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2010年
16 侯溪;伍凡;吴时彬;陈强;;子孔径拼接测试技术现状及发展趋势[A];第十届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2004年
17 赵宪宇;张晓辉;何煦;;子孔径斜率离散采样波前重构方法的计算机联合仿真[A];第十七届全国光学测试学术交流会摘要集[C];2018年
18 杨朋利;晁格平;李江;;子孔径拼接干涉检测技术综述[A];第十五届全国光学测试学术交流会论文摘要集[C];2014年
19 郑文佳;王春鸿;姜文汉;李梅;唐端午;;基于FPGA的自适应光学实时波前斜率处理新方法[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
20 杨晓洪;高必烈;;子孔径拼接法检测大口径光学镜面的精度分析[A];第十届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前11条
1 陈善勇;非球面子孔径拼接干涉测量的几何方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
2 闫力松;子孔径拼接干涉检测光学镜面算法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年
3 陈一巍;子孔径拼接检测方法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年
4 张敏;子孔径拼接检测技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年
5 张磊;光学自由曲面子孔径拼接干涉检测技术[D];浙江大学;2016年
6 刘智颖;子孔径拼接光学系统的研究[D];长春理工大学;2009年
7 田超;非球面非零位环形子孔径拼接干涉检测技术与系统研究[D];浙江大学;2013年
8 陆思;低损耗平场聚焦阵列波导光栅的研究[D];清华大学;2004年
9 高兴俊;X射线-极紫外波段KLL平场定标方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2020年
10 闫锋涛;大口径凸非球面镜拼接测试技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2014年
11 武欣;大尺寸光学元件在位干涉拼接检测关键技术研究[D];上海大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 逯诗桐;基于子孔径扫描的大口径天文望远镜平场定标方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2020年
2 郗子婷;光场深度信息提取及渲染质量研究[D];西安电子科技大学;2019年
3 杨洋;基于光场子孔径条纹图像的深度估计技术研究[D];华中科技大学;2019年
4 孙琳;大口径光学元件面形检测中子孔径拼接算法研究与应用[D];西南科技大学;2019年
5 刘琦峰;基于群智能优化算法的子孔径拼接技术研究[D];湖南大学;2018年
6 李翔鹤;弹载SAR子孔径成像算法及抗干扰研究[D];电子科技大学;2018年
7 罗倩;稀疏子孔径拼接光学系统像质检测研究[D];中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所);2018年
8 云宇;基于子孔径拼接原理检测大口径光学元件技术的研究[D];长春理工大学;2009年
9 蒋亚运;子孔径拼接扫描调整架设计与分析[D];重庆大学;2019年
10 王朝暄;大口径光学平面干涉检测的子孔径拼接研究[D];南京理工大学;2007年
11 张启;环形子孔径拼接高精度非球面检测技术研究[D];浙江大学;2014年
12 韦涛;非球面环形子孔径拼接检测方法及高精度定位方法研究[D];浙江大学;2013年
13 杨皓聿;大口径非球面子孔径拼接测量技术研究[D];西安工业大学;2014年
14 王宁;子孔径拼接检测非球面的算法研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年
15 傅英;光学材料折射率均匀性的子孔径拼接技术研究[D];南京理工大学;2011年
16 曾生跃;子孔径拼接工作站设计及其关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
17 郑婉喆;宽光束波前检测子孔径拼接技术[D];长春理工大学;2008年
18 杨靖;光学镜面子孔径拼接算法的性能研究[D];国防科学技术大学;2008年
19 宋兵;非球面的近零位子孔径拼接测量技术研究[D];国防科学技术大学;2013年
20 王洪浩;高陡度共形光学头罩子孔径拼接干涉测试方法研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 贵阳日报融媒体记者 张薇;贵阳城投集团完成贵安恒力项目地块平场工程[N];贵阳日报;2020年
2 张照娣 本报记者 王太师;3个月完成平场140万立方米[N];贵州日报;2014年
3 本报记者 陈德胜;实事办到心坎上 罗平场集大变样[N];眉山日报;2006年
4 北京天文馆副研究员 李昕;和星星亲密“接触” 你该怎么挑选天文望远镜[N];科技日报;2018年
5 记者 路平 通讯员 季轩 静雯;崔向群院士详解天文望远镜的现状与未来[N];广东科技报;2016年
6 记者 冯卫东;加拿大参建世界最大天文望远镜[N];科技日报;2015年
7 王刚;天文望远镜:选址、分类有讲究[N];中国航天报;2015年
8 记者 刘园园;科学家将设迄今最大天文望远镜[N];科技日报;2015年
9 刘霞;世界最大天文望远镜扎根智利[N];科技日报;2010年
10 绿岛;世界四大天文望远镜[N];北京科技报;2000年
11 本报驻南非记者 李学华;世界最大天文望远镜项目选址敲定[N];科技日报;2012年
12 刘霞;欧洲拟建全球最大天文望远镜[N];科技日报;2012年
13 记者 胡嫚;我国自主研发大型天文望远镜实现突破[N];中国知识产权报;2009年
14 记者 李大庆;我国首次以企业冠名天文望远镜[N];科技日报;2007年
15 余建斌;我国最大光学天文望远镜落成[N];人民日报;2007年
16 苏报记者 钱茹冰;一台望远镜 绵绵两地情[N];苏州日报;2020年
17 记者 刘慧敏 通讯员 寿国文 实习生 吴昕;天文望远镜装上菲仕特种电机[N];宁波日报;2008年
18 周重要 王研;国内最大光学天文望远镜完成安装[N];福建科技报;2007年
19 王丽周之江;贵州将架世界最大天文望远镜[N];西部时报;2008年
20 本报记者 杨猛;我国6年内建成世界最大天文望远镜[N];北京科技报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978