[发明专利]天文望远镜校准方法及装置

权利要求书

1.一种天文望远镜校准方法，其特征在于，包括：

定义地平面坐标系和天文望远镜的马达底座坐标系；

获取用于校准的观测星体在所述地平面坐标系中的第一坐标；

将所述地平面坐标系中的第一坐标进行坐标转换得到所述天文望远镜的马达底座坐标系中的第二坐标；

根据所述第二坐标控制天文望远镜的马达进行动作以使天文望远镜准确观测到所述观测星体。

2.根据权利要求1所述的天文望远镜校准方法，其特征在于，所述地平面坐标系的坐标轴正方向分别为北向、东向和地心方向；

所述天文望远镜的马达底座坐标系为以马达底座为原点，以马达底座所在平面中的两个坐标轴和垂直于所述马达底座所在平面的坐标轴建立的空间坐标系；

地平面坐标系与马达底座坐标系的三个坐标方向之间是关系包括：相互垂直关系和不等于0的任意角关系。

3.根据权利要求2所述的天文望远镜校准方法，其特征在于，所述将所述地平面坐标系中的第一坐标进行坐标转换得到所述天文望远镜的马达底座坐标系中的第二坐标，包括：

计算粗校准旋转矩阵，以根据所述粗校准旋转矩阵得到地平面坐标系下第一坐标到所述天文望远镜的马达底座坐标系下的初步转换结果；

计算精校准矩阵，对所述初步转换结果进行再次校准，得到二次转换结果；

对所述精校准矩阵进行迭代计算；

将所述地平面坐标系中的第一坐标使用迭代计算后的所述精校准矩阵进行坐标转换得到所述天文望远镜的马达底座坐标系中的第二坐标。

4.根据权利要求3所述的天文望远镜校准方法，其特征在于，所述计算粗校准旋转矩阵，包括：

获取天文望远镜的马达底座所在平面的倾斜欧拉角度，包括横滚角度、俯仰角度、航向角度分别为γ、θ、ψ；

根据所述倾斜欧拉角度横滚、俯仰、航向计算初始四元数

计算初始四元数和北、东、地面目标四元数的误差

其中q_base＝[1 0 0 0]，q_start^-1为四元数取逆结果；

通过q_diff计算粗校准旋转矩阵，式中q_diff＝[q₀,q₁,q₂,q₃]，q₀,q₁,q₂,q₃为四元数复数表达式中虚部值，

5.根据权利要求4所述的天文望远镜校准方法，其特征在于，所述根据所述粗校准旋转矩阵得到地平面坐标系下第一坐标到所述天文望远镜的马达底座坐标系下的初步转换结果，包括：

通过所述粗校准旋转矩阵计算天文望远镜的马达底座坐标系下的方位和仰角；

设观测星体在地平面坐标系下的方位和仰角为观测星体对应的球坐标为

把所述球坐标分解到NED笛卡尔坐标系下的表示为

初步转换结果向量在的马达底座坐标系下的表示为

马达底座坐标系下初步转换结果向量在XY平面和Z轴定义的球坐标系下的表示为

6.根据权利要求3所述的天文望远镜校准方法，其特征在于，所述计算精校准矩阵，包括：

根据坐标转换公式V₁＝R×V₂+Δ，V₂为地平面坐标系下一个点转换前的数据，V₁为转换后天文望远镜的马达底座坐标系中同一个点的数据，Δ是随机误差向量，R为旋转矩阵，旋转矩阵R的初始矩阵R₀为所述粗校准旋转矩阵；

求取旋转矩阵R中的各个元素的参数估值；

根据求取出的旋转矩阵R中的各个元素的参数估值更新旋转矩阵R的估值；

对旋转矩阵R进行迭代计算，将达到迭代次数或者所述二次转换结果满足收敛条件的旋转矩阵R作为所述精校准矩阵。