[发明专利]基于标准化点源敏感性的大口径望远镜抖动评价方法

说明书

本发明涉及一种基于标准化点源敏感性的大口径望远镜抖动评价方法，包括以下步骤：步骤一：利用加速度计来获得大口径望远镜系统在任何载荷下的振动加速度信号并积分获得位移信号；步骤二：利用振动时程数据的统计矩来得到系统在任意载荷下的光学传递函数，并利用该传递函数利用标准化点源敏感性PSSn来对于光学衰减进行分析。本发明的基于标准化点源敏感性的大口径望远镜抖动评价方法，利用光学传递函数所有区域的积分平均，同时充分考虑了背景对于光学能量传递所打来的影响，故可以全面的评价系统的成像质量，具有良好的线性合成特性可以简单的获得多种影响因素下的综合误差。

技术领域

本发明涉及光学望远镜技术领域，具体涉及一种基于标准化点源敏感性的大口径望远镜抖动评价方法。

背景技术

光学望远镜朝着更大口径方向发展，并带动与之相关的系统工程、光学机械加工制造、系统集成等相关技术发展，已成为光学望远镜发展的主流趋势。国际上，地基光学望远镜已经开始三十米级巨型口径的建造，而我国目前为止光学望远镜的制造水平仍然驻留于2米级，4米级望远镜也是在最近两年开展具体的论证与研制工作，与国际先进水平存在不小的差距。

SRudoler与OHadar等1991年提出了受机械振动影响下的系统传递函数的变化的研究方法即理想点扩散函数在空间域平均的思想，之后的几年里I.Dror,N.S.Kopeika以及AFriedenberg等人在其具体的计算方法与数值精度等方面都进行了研究。一般来说，对于影响系统成像的振动主要分为三种类型：低频影响，假设系统的运动规律为匀速直线运动，受该种振动影响的系统传函为sinc函数；中频影响，在该频段，系统的传递函数为零阶贝塞尔函数；对于高频的振动，一般认为其扩散函数式服从高斯分布的模糊图样.但是对于设计的情况，振动信号往往较为复杂，故需要映入一种对于任意振动下的计算方法。

对于误差的评价指标，原来所常用的指标均方根(RMS)不可以全面的评价各个尺度的起伏。θ_FWHM与90％能量集中半径表示系统成像的能量集中度，其数值越小就表示能量越集中，被误差影响越小，虽然可以较好地定量评价系统误差，但其只利用了系统所成像的中心区域，并不能全面的评价系统。点扩散函数以及斯特里尔比可以较为全面的评价全部频域的信息，但是每次的合成都需要复杂的运算。

发明内容

本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种基于标准化点源敏感性的大口径望远镜抖动评价方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种基于标准化点源敏感性的大口径望远镜抖动评价方法，包括以下步骤：

步骤一：利用加速度计来获得大口径望远镜系统在任何载荷下的振动加速度信号并积分获得位移信号；

步骤二：利用振动时程数据的统计矩来得到系统在任意载荷下的光学传递函数，并利用该传递函数利用标准化点源敏感性PSSn来对于光学衰减进行分析。

在上述技术方案中，步骤一具体为：

在x(t)的外界激励下，系统的光学传递函数OTF可以表示为：

其中:为系统振动的N阶矩，j为单位虚数，f为圆频率，单位为cycle/s，n为整数，t₀为开始采用的时刻，t_e采样时间。

在上述技术方案中，步骤二具体为：

为了可以较好的分析在振动影响下的系统光学系统的性能损失，假设系统处在视宁主导的工况下，可得系统的标准化点源敏感性PSSn

r₀为大气相干长度，λ为波长，为误差对应的光学传递函数，OTF_atmosphere为大气对应的光学传递函数。