[发明专利]天文望远镜校准方法及装置

说明书

本申请涉及一种天文望远镜校准方法及装置，天文望远镜校准方法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地平面坐标系中的第一坐标，将地平面坐标系中的第一坐标进行坐标转换得到天文望远镜的马达底座坐标系中的第二坐标，根据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观测星体，减少人为干预校准过程，实现全自动校准，并且可以减少校准过程中产生的误差，提高校准精度和速度。

技术领域

本申请属于天文观测技术领域，具体涉及一种天文望远镜校准方法及装置。

背景技术

天文学的试验方法是通过观测来收集信息，目前，天文望远镜是观测天体的重要工具。由于地球的自转，在地球上观测到的星体大致上以恒星速度绕着北极星旋转。并且，天文望远镜放大倍数越大的天文望远镜观看到的星星移动得越快，在观测星体前，需要先将天文望远镜极轴镜对准北极星后，才能使望远镜的旋转轴与地球南北极轴保持基本一致。便于用户放正望远镜，对照星图寻找用户想要观看的星体。上述校准方式属于手动调节，需要用户手动拨码确定当前的纬度，再进行对北极星的对准，这种操作存在很大的误差，即使对准到北极星，用户在进行观测星体进行俯仰、方向调节时，无法避免地改变对准位置，从而影响寻星。相关技术中，采用电动跟随系统进行天文望远镜校准，即通过用户手动输入当前经纬度、世界时区等参数，手动调节主镜对准最亮星体进行校准，这种方式仍需要人为参与、步骤繁琐，并且由于手动对准最亮星体进行校准导致偏差会很大，寻星失败概率大。并且，无论是手动调节还是电动跟随系统进行天文望远镜校准，都需要在校准之前需要提前调平天文望远镜支撑三脚架，在三脚架存在水平误差时，影响天文望远镜校准精度。

发明内容

为至少在一定程度上克服传统天文望远镜校准方法需要人为干预，并且存在误差影响校准精度的问题，本申请提供一种天文望远镜校准方法及装置。

第一方面，本申请提供一种天文望远镜校准方法，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。

进一步的，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：相互垂直关系和任意角关系。

进一步的，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。

进一步的，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