一种基于恒星地面观测系统的焦距测量方法

摘要

一种基于恒星地面观测系统的焦距测量方法，涉及成像仪焦距测量技术领域，解决了一维的空间信息的狭缝型成像光谱仪不易进行野外焦距测量问题。该方法为：校准赤道仪极轴，启动恒星跟踪系统，利用赤道仪的赤道坐标系统以及恒星信号随着仪器中的视场位置变化的关系，微调成像光谱仪的狭缝高度方向与赤道仪的赤纬轴垂直，利用赤道仪的高精度赤道坐标控制系统，将宇宙中的恒星作为点光源，在成像光谱仪空间维旋转固定的角距来计算光学系统的焦距。地面恒星观测系统主要由赤道仪，天文望远镜和成像光谱仪组成，测量结构简单，赤道仪的使用有效提高了焦距测量的精度和效率。

主权项

一种基于恒星地面观测系统的焦距测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：利用安装在赤道仪上的天文望远镜通过大于300颗恒星校准赤道仪的极轴，使天文望远镜的光轴和安装在赤道仪上成像光谱仪的光轴分别与赤道仪的赤经轴平行；选择一颗周围没有亮星的恒星置于天文望远镜探测器视场中心，启动赤道仪恒星跟踪模式，旋转赤道仪的赤经轴或赤纬轴；当成像光谱仪产生光谱信号时，即目标恒星调节到成像光谱仪的视场范围内；步骤二：调节成像光谱仪的狭缝高度与赤道仪的赤纬轴垂直，旋转赤纬轴使目标恒星始终在成像光谱仪空间维运动，当进入成像光谱仪视场内的信号改变时，调节成像光谱仪的俯仰角使信号大小保持不变；步骤三：设置赤道仪在赤纬方向上旋转固定的角距Δφ_j，采集目标恒星在成像光谱仪空间维的起始和终止位置的数据,利用高斯拟合分别求两个位置的中心位置y₁(λ_i)和y₂(λ_i)，利用以下公式通过两个中心位置间的几何相对位置迭代计算地面观测系统的焦距f_i,j，${\mathrm{\Delta \phi }}_j={\tan }^{-1}\left(\frac{d\times y_1\left({\lambda }_i\right)}{f_{i,j}}\right)-{\tan }^{-1}\left(\frac{d\times y_2\left({\lambda }_i\right)}{f_{i,j}}\right)$其中d是成像光谱仪探测器像元大小,λ_i是成像光谱仪的波长值；当赤道仪旋转角距为Δφ_j时，将成像光谱仪光谱维各个谱段λ_i处得到的焦距f_i,j求其平均控制赤道仪旋转不同的角距，分别计算不同角距下的焦距f_j，并求其平均，即得到地面观测系统的焦距其中i、j、m和n皆为正整数。