【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天文观测，尤其涉及一种光学合成孔径成像系统基线精密测量方法。
技术介绍
1、相较于单孔径望远镜，光学合成孔径技术采用子孔径阵列的方法实现对单一大口径望远镜空间分辨率的等效，突破单孔径望远镜由于孔径尺寸的限制导致的衍射极限限制，光学合成孔径技术已经成为了光学望远成像系统的发展必经之路。
2、为提高光学合成孔径成像系统观测效率需要提高系统视场，系统视场受系统瞳映射误差影响，系统视场越大对瞳映射误差要求就越严格。曈映射误差可分为两部分，一个是基线映射误差，即子孔径阵列的入瞳基线和合光望远镜入瞳基线(系统出瞳基线)形状存在差异，另一个是子孔径放大率误差，即各子孔径的入瞳大小/出瞳大小与设计值有差异或各子孔径之间不相同。
3、理想fizeau型光学合成孔径成像系统需要遵循子孔径阵列的入瞳基线(子孔径入瞳光轴之间的距离，4个子孔径包含6条基线)和合光望远镜入瞳基线(合光成像光束光轴之间的距离，4束合光成像光束包含6条基线)严格相似，且相似比为子孔径的角放大率，所以对子孔径阵列的入瞳基线和合光望远镜入瞳基线的精确测量和控制变得至关重要。michelson型光学合成孔径成像系统虽然不需要遵循该原则，但是对子孔径阵列的入瞳基线和合光望远镜入瞳基线的精确测量和控制同样意义重大。通过对基线的精确测量和控制可使子孔径变基线运动后的实际位置与其理论分析的uv覆盖点位置一致，并且合光望远镜入瞳位置与其理论设计位置一致以保证合光成像相机上的干涉条纹方向符合后期分析要求。
4、现有方法和手段如下：
6、2、欧洲南方天文台建设在智利的甚大望远镜very large telescopeinterferometer(vlti)由4台位置固定的8.2m望远镜(uts)和4台可以在导轨上做平面移动的1.8m辅助望远镜(ats)中任意四台组成的甚大望远镜阵，来自不同望远镜的光束经地下隧道组合在一起，保证了不同光束之间的光程差小于1μm。4台可以在导轨上做平面移动的1.8m辅助望远镜可以改变基线，uts可以形成六个基线，所有基线都具有不同的长度和方向，这产生的最大可能分辨率相当于直径130米的望远镜。不过目前未能检索到vlti中关于基线测量及标定方面的介绍和实验。
7、3、中国科学院国家天文台设计并搭建了一套斐索成像干涉仪试验装置(fiit)，该试验装置主要由用于模拟无限物体的光源模块、golay-3分布(等边三角形)的三个孔径100mm的子望远镜、三个偏摆/俯仰校正模块和光程延迟模块以及用于相位成像的三个探测望远镜和一个光束合成望远镜组成，在实验室实现了宽带白光(400-700nm)相位成像，视场为2角分。fiit中3个子望远镜基线长度为200mm，子光束基线长度为40mm，均不可变化。
8、系统入瞳基线由放置于子望远镜前的光阑进行确定，光阑上具有3个经过精密机械加工和检测的入瞳孔，分别与3个子孔径对正，其基线长度被严格限制，可作为系统入瞳基线基准。
9、出瞳基线通过定标板、镜头和相机确定。在3束子光束路径中放置一个经过精密加工和检测的定标玻璃板，定标玻璃板上刻画有成正三角形分布的3个圆形刻线，每个圆形刻线内都有过圆心的十字刻线，圆形刻线中心距经过精密检测，可作为出瞳基线测试基准。子光束经过玻璃板和镜头后在相机上有6幅圆形图像，分别为3个子光束的图像和3个定标板圆形刻线的图像，识别6幅图像圆心坐标后以定标板圆形刻线的图像圆心为基准计算子光束的基线，从而获得系统出瞳基线。
10、结合系统入瞳基线和系统出瞳基线即可获得系统基线映射误差。
11、4、中国资源卫星应用中心针对分布式干涉合成孔径雷达卫星系统gnss、sar等有效载荷工作特点，分析研究了星间高精度基线测量处理方法以及基线处理流程。分布式insar卫星系统首先通过gnss双频载波相位差分测量和地面高精度轨道解算，获得gnss测量基线；然后通过部位修正，将基线的参考点由卫星质心转换到sar天线相位中心，得到空间域基线。实验结果表明：定轨获得的insar基线互比结果统计精度为1毫米左右。
12、现有技术的缺点：
13、(1)目前国内外现有光学合成孔径成像系统多使用基线不可变化的静态方法，利用基准光阑和定标板的基线测量方法只适用于不可变基线的系统，难度和适应性比本专利技术涉及的方法差。
14、(2)目前国内外现有的可变基线的光学合成孔径成像系统的基线测量多采用通过在导轨上安装光栅尺或者利用电机编码器反馈子孔径位置的方法，该方法可获得导套位置信息，由于导套与子孔径和子光束存在位置差，所以不能直接获得子孔径和子光束的出瞳、入瞳位置。
15、(3)目前国内外现有的可变基线的光学合成孔径成像系统中子孔径数量较少，多为2个或3个，其基线便于测量，并且其基线测量方法仅仅适用于子孔径数量较少的情况。
16、(4)目前现有的基线测量方法多为相对测量，不能直接获得各个子孔径和子光束入瞳和出瞳之间的绝对距离，并且精度不能达到丝级。
17、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，该方法解决了可变基线和不可变基线的光学合成孔径成像系统中子孔径基线和合光成像基线的高精度绝对式测量，为系统瞳映射误差的测量提供了解决方法，为系统瞳映射误差的精密控制提供了数据依据，进而保证了系统的观测视场。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，所述方法具体为：
4、在系统中不存在合光成像分系统时，利用可移动的基线测量望远镜分别对各个变基线后的子孔径的出瞳和基准光阑上已知位置坐标的2个基准孔同时成像，通过已知位置坐标的2个基准孔建立坐标系，在坐标系内确定各个子孔径的出瞳形心坐标，根据子孔径的结构参数，计算出各个子孔径的入瞳坐标；
5、在系统中存在合光成像分系统时，利用同一可移动的基线测量望远镜分别对各个变基线后的合光望远镜入瞳和基准光阑上已知位置坐标的2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，所述方法具体为：
2.根据权利要求1所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，所述基准孔和出瞳、入瞳图像形心坐标的计算方法如下：
3.根据权利要求2所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，根据图像形心坐标计算系统出瞳、入瞳空间形心坐标的计算方法如下：
4.根据权利要求3所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，瞳空间形心坐标分解到径向和切向瞳映射误差的计算方法如下：
5.根据权利要求4所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，子孔径入瞳形心坐标计算方法如下：
6.根据权利要求5所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，Fizeau成像模式下，基线精密测量方法具体为：
7.根据权利要求6所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，Michelson成像模式下，成像模式与Fizeau成像模式的区别在于步骤S7和S11，其他步骤与Fizeau成像模式一致；其中，
【技术特征摘要】
1.一种光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，所述方法具体为：
2.根据权利要求1所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，所述基准孔和出瞳、入瞳图像形心坐标的计算方法如下：
3.根据权利要求2所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，根据图像形心坐标计算系统出瞳、入瞳空间形心坐标的计算方法如下：
4.根据权利要求3所述的光学合成孔径成像系统基线精密测量方法，其特征在于，瞳空间形心坐标分解到径向和切向瞳映射误差...
【专利技术属性】
技术研发人员：高思齐，姜爱民，陈保存，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：
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