[发明专利]一种水平式天文望远镜南北轴调整方法

说明书

本发明公开了一种水平式天文望远镜南北轴调整方法，通过选择几个特殊的位置采用长曝光模式获取恒星图像，根据恒星星像与探测器水平方向的夹角来调整水平式天文望远镜南北轴水平向和高低向的误差，经过几次迭代后可使望远镜南北轴与地理南北线基本吻合，即可完成望远镜指向调整。本发明方法简单易行，对安装人员的技术经验要求低，且对安装时段的限制几乎没有，简化了水平式天文望远镜安装调试的过程，极大的提高了安装调试水平式天文望远镜的工作效率，节省人力。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，具体为一种水平式天文望远镜南北轴调整方法。

背景技术

天文望远镜从结构上主要分为赤道式、地平式、水平式结构，三种结构各擅扬长，其中水平式天文望远镜胜在天顶位置没有跟踪盲区，在空间目标的跟踪观测中降低了对望远镜速度加速度的要求。水平式天文望远镜的坐标系如图1所示：水平式天文望远镜由L、B两轴组成，L轴为经轴，B轴为纬轴，L轴转角绕着南北轴NS旋转，以过天顶Z和东点E、西点W的大圆(卯酉圈)为基本平面，处于天顶Z处时为L为0度，往西点W方向为负，由于望远镜不能指向地平以下，因此工作范围为(-90°～90°)；望远镜指向位置与基本平面的夹角为B轴转角，目标在卯酉圈上为0度，运动范围为(-90°～90°)，北为正；设PP′为望远镜的实际南北轴位置，初步安装后其与南北线NS存在着较大的误差，P₁P′₁是望远镜南北轴PP′在子午圈内的投影，形成了望远镜南北轴的高低向误差；P₂P′₂是望远镜南北轴PP′在地平圈内的投影，形成了望远镜的水平向误差。由于望远镜南北轴安装误差的存在，导致望远镜指向误差，给目标识别带来困难，因此在望远镜安装时必须将望远镜南北轴线向地理南北线方向调整至合理范围内。但由于天文望远镜具有复杂且精密的结构设计，故调整工作难度较高，需要调试人员经过专业的培训，且调试过程也较为耗时。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明设计了一种可降低调整难度的水平式天文望远镜南北轴调整方法，可提高水平式天文望远镜调试工作的效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水平式天文望远镜南北轴调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设所述站址的地理经纬度为(α,β)，确定望远镜探测器水平、垂直方向与望远镜L轴、B轴的对应方式，假设望远镜探测器水平方向X轴与望远镜L轴方向平行，望远镜探测器垂直方向Y轴与望远镜B轴方向平行，将所述水平式天文望远镜的南北轴按照南北线完成初步安装，使探测目标在望远镜探测器靶面上所成的像为正像后，将望远镜南北轴的指向误差分解为在地平圈内的水平分量δ_L和子午圈内的垂直分量δ_B；

(2)在子午圈内采集图像，修正望远镜南北轴在地平圈内的指向误差：

将望远镜指向(0,-β)，其中，0是望远镜L轴的码盘读数，-β是望远镜B轴的码盘读数，之后保持望远镜静止不动，控制望远镜探测器开始长曝光，拍摄成长条星像的恒星图像，计算该长条星像与望远镜探测器水平方向X轴之间的夹角θ，设置阈值δ_Lθ；

若|θ|≤δ_Lθ，则不需要调整望远镜的南北轴；若|θ|＞δ_Lθ，且θ＞0，则将望远镜南北轴的北端向东调整；若|θ|＞δ_Lθ，而θ＜0，则将望远镜南北轴的北端向西调整；

(3)在地平圈内采集图像，采用步骤S1或步骤S2修正望远镜南北轴在子午圈内的指向误差：

步骤S1：将望远镜指向正西(90,0)，其中，90是望远镜L轴的码盘读数，0是望远镜B轴的码盘读数，之后保持望远镜静止不动，控制望远镜探测器开始长曝光，拍摄成长条星像的恒星图像，计算该长条星像与望远镜探测器水平方向X轴之间的夹角θ，设置阈值δ_Bθ；