留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

地基大口径望远镜库德光路误差建模

郝亮 明名 吴小霞 吕天宇 王洪浩

郝亮, 明名, 吴小霞, 吕天宇, 王洪浩. 地基大口径望远镜库德光路误差建模[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 318001-0318001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0318001
引用本文: 郝亮, 明名, 吴小霞, 吕天宇, 王洪浩. 地基大口径望远镜库德光路误差建模[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 318001-0318001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0318001
Hao Liang, Ming Ming, Wu Xiaoxia, Lv Tianyu, Wang Honghao. Error modeling of Coude optics system in ground-based large telescope[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 318001-0318001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0318001
Citation: Hao Liang, Ming Ming, Wu Xiaoxia, Lv Tianyu, Wang Honghao. Error modeling of Coude optics system in ground-based large telescope[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 318001-0318001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0318001

地基大口径望远镜库德光路误差建模

doi: 10.3788/IRLA201948.0318001
基金项目: 

国家自然科学基金(11703026)

详细信息
    作者简介:

    郝亮(1984-),男,助理研究员,博士,主要从事大型望远镜光机系统设计方面的研究。Email:24133412@qq.com

    通讯作者: 明名(1983-),男,副研究员,硕士,主要从事光学设计方面的研究。Email:18987610@qq.com
  • 中图分类号: TH751

Error modeling of Coude optics system in ground-based large telescope

  • 摘要: 为更好地实现地基大口径望远镜库徳光路的集成装调,在三个层次上对其误差进行分析,并利用Brownian Bridge过程建立了库徳光路误差模型。首先,基于光径方程分析了库徳光路在大气扰动影响下的光线偏离情况;其次,分析了动态误差所引起的光学模糊以及重力作用下的累积印透效应;最后,根据Brownian Bridge过程,在充分考虑误差闭合链的情况下,建立了库徳焦点位置误差的模型。结果表明:即使在0.4℃/m的温差下,大气扰动也可以引起0.2左右的偏差,且与2.3 mm的大气相干长度等效。同时,由于折光补偿的符号是一致的,故无法依靠多次测量平均抵消大气扰动的影响。根据改进的误差模型,库徳焦点的位置误差与基于独立同分布的假设所得的结果相比,降低了约20%,即更充分地考虑了误差闭合的情况。
  • [1] Yuan Shuai, Zhang Jingxu, Wang Fuguo, et al. Lateral positioning system for large aperture primary mirror[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(10):2564-2571. (in Chinese)原帅, 张景旭, 王富国, 等. 大口径主镜的侧向定位系统[J]. 光学精密工程, 2017, 25(10):2564-2571.
    [2] Helmberger J, Stadler K, Bestenreiner F, et al. Correction of axial deflection errors in rotating mirror systems[J]. Optics and Laser Technology, 1975, 7(6):249-252.
    [3] Thompson L A, Teare S W. Rayleigh laser guide star systems:application to the university of illinois seeing improvement system[J]. Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 2002, 114(799):1029-1042.
    [4] Yang Fei, An Qichang, Zhang Jing, et al. Seeing metrology of large aperture mirror of telescope[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(10):2572-2579. (in Chinese)杨飞, 安其昌, 张静, 等. 大口径光学系统的镜面视宁度检测[J]. 光学精密工程, 2017, 25(10):2572-2579.
    [5] Li Jianfeng, Wu Xiaoxia, Li Yuxia, et al. Position control technology of large aperture mirror based on hydraulic support[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(10):2599-2606. (in Chinese)李剑锋, 吴小霞, 李玉霞, 等. 基于液压支撑的大口径主镜稳像技术[J]. 光学精密工程, 2017, 25(10):2599-2606.
    [6] Xue Xiangyao, Gao Yunguo, Zhang Wenbao, et al. Analysis of the beam pointing stability in coude optical path[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(6):1514-1518. (in Chinese)薛向尧, 高云国, 张文豹, 等. 库德光路光束指向稳定性分析[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(6):1514-1518.
    [7] Wang Guang, Gao Yunguo, Ma Yakun, et al. High accurate docking technology of laser and theodolite[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(7):0706006. (in Chinese)王光, 高云国, 马亚坤, 等. 激光与经纬仪高精准对接技术[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(7):0706006.
    [8] Zhang Limin, Han Xida, Cao Yuyan, et al. Coude light path alignment scheme with spatial mechanism[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(8):0818004. (in Chinese)张丽敏, 韩西达, 曹玉岩, 等. 基于空间机构学的Coude光路装调方法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(8):0818004.
    [9] Liu Guangqian, Jiao Qigong, Deng Linhua, et al. Detection and calibration of optical axes change for one meter solar telescope[J]. Chinese Journal of Lasers, 2013, 40(1):0108004. (in Chinese)柳光乾, 校启公, 邓林华, 等. 1 m太阳望远镜光轴变化检测与改正研究[J]. 中国激光, 2013, 40(1):0108004.
    [10] Shi Yunsheng, Liu Bingqi, Ying Jiaju, et al. Calibration model of the telescope optical axis based on prism fretting theory[J]. Semiconductor Optoelectronics, 2013, 34(2):338-341. (in Chinese)史云胜, 刘秉琦, 应家驹, 等. 利用棱镜微动理论建立望远镜光轴的检校模型[J]. 半导体光电, 2013, 34(2):338-341.
    [11] Yang P, Hippler S, Zhu J, et al. Optimization of the transmitted wavefront for the infrared adaptive optics system[J]. Science China-physics Mechanics Astronomy, 2014, 57(4):608-614.
    [12] Yang P, Hippler S, Deen C, et al. Characterization of the transmitted near-infrared wavefront error for the GRAVITY/VLTI Coud Infrared Adaptive Optics System[J]. Optics Express, 2013, 21(7):9069-9080.
    [13] Li Sizhong, Yu Yunqi, Chen Jing, et al. System for parallelism detection of multi-spectrum optical axes[J]. Journal of Applied Optics, 2013, 34(4):644-647. (in Chinese)李思众, 鱼云岐, 陈静, 等. 一种多光路光轴平行性检测系统[J]. 应用光学, 2013, 34(4):644-647.
    [14] Anderson T, Stephens M. The continuous and discrete Brownian bridges:representations and applications[J]. Linear Algebra Appl, 1997, 264:145-171.
    [15] Zhao Hongchao, Zhang Jingxu, Yang Fei, et al. Secondary mirror supporting structure for 1.2 m telescope[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(10):2614-2619. (in Chinese)赵宏超, 张景旭, 杨飞, 等. 1.2 m望远镜次镜支撑结构设计[J]. 光学精密工程, 2017, 25(10):2614-2619.
  • [1] 王瑞, 王富国, 孙雪倩, 安其昌.  可变智能桁架在大口径光学望远镜中的应用 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210213-1-20210213-13. doi: 10.3788/IRLA20210213
    [2] 宋俊儒, 邢辉, 裴景洋, 杨天远, 穆生博.  低温镜头能量集中度测试及其误差分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 717007-0717007(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0717007
    [3] 邓永停, 李洪文, 王建立.  提高大口径望远镜控制系统闭环带宽的方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1237001-1237001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1237001
    [4] 谭玉凤, 王继红, 任戈, 任晓坜, 杨欣欣, 谢宗良, 贺璧.  大口径主镜热边界层热控对成像质量影响分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218005-1218005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218005
    [5] 涂晓波, 陈爽, 苏铁, 母金河, 杨富荣.  光腔衰荡光谱技术用于OH浓度测量的误差分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 239002-0239002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0239002
    [6] 赵勇志, 安其昌, 韩西达.  大口径望远镜阻尼调制技术 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 818006-0818006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0818006
    [7] 闫勇刚, 邓小玲, 马祥, 欧阳健飞.  人体皮肤彩色视频误差分析及一致性提高 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 222-226. doi: 10.3788/IRLA201645.S126005
    [8] 张海燕, 管建安, 庄馥隆, 汪洋, 陈安森, 龚海梅.  红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504001-0504001(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0504001
    [9] 王昊京, 王建立, 吴量, 杨轻云, 王鸣浩.  用空间解析几何法进行天文定位定向的误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2364-2374.
    [10] 薛海建, 郭晓松, 周召发, 魏皖宁.  激光陀螺任意二位置寻北仪及误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1784-1789.
    [11] 杨晓杰, 李向军, 刘建军.  石英玻璃太赫兹光学参数测量的误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1827-1831.
    [12] 戚二辉, 罗霄, 李明, 郑立功, 张学军.  五棱镜扫描技术检测大口径平面镜的误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 639-646.
    [13] 张刘, 支帅.  双目测量系统目标相对位置误差分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 116-122.
    [14] 尹逊龙, 吴易明, 吴璀罡, 姚震.  新型高精度空间折转光管的设计方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3735-3739.
    [15] 郭云曾, 杨小军, 杨小君, 贾海妮, 王海涛, 刘锋, 姜志.  旋转双光楔光路引导系统Matlab仿真研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 856-860.
    [16] 杨飞, 刘国军, 安其昌.  结构函数在大口径光学系统评价中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3832-3836.
    [17] 范磊, 张景旭, 邵亮, 赵勇志.  采用液压Whiffle-tree的大口径主镜轴向支撑 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2126-2131.
    [18] 王洋, 颜昌翔, 汪逸群, 高志良.  扫描镜非接触式检测系统的位置误差分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1804-1808.
    [19] 陈宝刚, 王帅, 杨飞, 张景旭.  大口径望远镜主镜保护盖设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 988-992.
    [20] 安其昌, 张景旭, 张丽敏.  望远镜次镜钢索支撑结构动力学分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2115-2119.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  240
  • HTML全文浏览量:  33
  • PDF下载量:  41
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-10
  • 修回日期:  2018-12-20
  • 刊出日期:  2019-03-25

地基大口径望远镜库德光路误差建模

doi: 10.3788/IRLA201948.0318001
    作者简介:

    郝亮(1984-),男,助理研究员,博士,主要从事大型望远镜光机系统设计方面的研究。Email:24133412@qq.com

    通讯作者: 明名(1983-),男,副研究员,硕士,主要从事光学设计方面的研究。Email:18987610@qq.com
基金项目:

国家自然科学基金(11703026)

  • 中图分类号: TH751

摘要: 为更好地实现地基大口径望远镜库徳光路的集成装调,在三个层次上对其误差进行分析,并利用Brownian Bridge过程建立了库徳光路误差模型。首先,基于光径方程分析了库徳光路在大气扰动影响下的光线偏离情况;其次,分析了动态误差所引起的光学模糊以及重力作用下的累积印透效应;最后,根据Brownian Bridge过程,在充分考虑误差闭合链的情况下,建立了库徳焦点位置误差的模型。结果表明:即使在0.4℃/m的温差下,大气扰动也可以引起0.2左右的偏差,且与2.3 mm的大气相干长度等效。同时,由于折光补偿的符号是一致的,故无法依靠多次测量平均抵消大气扰动的影响。根据改进的误差模型,库徳焦点的位置误差与基于独立同分布的假设所得的结果相比,降低了约20%,即更充分地考虑了误差闭合的情况。

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回