專利名稱：光電掃描望遠(yuǎn)鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
天文觀測(cè)儀器
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)單臺(tái)光電望遠(yuǎn)鏡只能對(duì)天球上某一小天區(qū)進(jìn)行曝光來(lái)獲得天體位置和光度信息，利用多套光 電望遠(yuǎn)鏡獨(dú)立地指向不同天區(qū)而組成的光電望遠(yuǎn)鏡陣列，是可以增加觀測(cè)天區(qū)的覆蓋范圍，但帶來(lái)設(shè) 備造價(jià)高昂且系統(tǒng)集成度低。與傳統(tǒng)光電望遠(yuǎn)鏡或光電望遠(yuǎn)鏡陣列相比，光電掃描望遠(yuǎn)鏡優(yōu)點(diǎn)如下
1) 對(duì)同樣天區(qū)覆蓋，設(shè)備單元減少。
2) 系統(tǒng)高度集成化、自動(dòng)化程度也提高。
3) 占地面積減少，對(duì)圓頂基建要求降低。
4) 整個(gè)系統(tǒng)工程造價(jià)相對(duì)要少得多。
5) 應(yīng)用范圍更加廣泛，如天文巡天觀測(cè)、人造衛(wèi)星監(jiān)測(cè)和低空軍事偵察。
6) 提高了設(shè)備觀測(cè)使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
光電掃描望遠(yuǎn)鏡利用目前已取得突破的大視場(chǎng)角光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，選擇大靶面科學(xué)級(jí)CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合器件)，結(jié)合高精密轉(zhuǎn)臺(tái)(無(wú)轉(zhuǎn)角范圍限制)，使望遠(yuǎn)鏡鏡轉(zhuǎn)動(dòng)速度與光信號(hào) 接收器件曝光時(shí)間同步，以獲取對(duì)天空觀測(cè)數(shù)據(jù)?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，選擇大視場(chǎng)角鏡筒一個(gè)或 者多個(gè)，配以相應(yīng)高性能CCD，嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速，調(diào)整CCD行間轉(zhuǎn)移頻率，使觀測(cè)目標(biāo)在CCD靶面 上穩(wěn)定曝光，這樣，可以周期性地對(duì)天空同一高度帶(環(huán)狀天區(qū))進(jìn)行不間斷連續(xù)觀測(cè)，從而對(duì)這一天 區(qū)的天體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用對(duì)同一鏡筒的前后圖像或相鄰鏡筒的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理以獲取異常目標(biāo)，如 超新星、太陽(yáng)系近地天體以及人造天體的位置和亮度信息。


圖1為光電掃描望遠(yuǎn)鏡整體側(cè)面示意圖，圖2、圖3分別為視場(chǎng)中心指向22°和36°的高度帶由 4個(gè)大視場(chǎng)鏡筒組成，可以提高對(duì)空間的采樣頻率。這樣，光電掃描望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)可覆蓋俯仰從15°到 45°所有區(qū)域，根據(jù)當(dāng)前CCD最新技術(shù)，系統(tǒng)有能力對(duì)每2秒鐘可對(duì)系統(tǒng)覆蓋空間區(qū)域進(jìn)行完整觀測(cè) 一次，同一空間位置曝光時(shí)間可達(dá)250毫秒。
具體實(shí)施例方式
光電掃描望遠(yuǎn)鏡由轉(zhuǎn)臺(tái)、大視場(chǎng)鏡筒、CCD、時(shí)鐘、頻率發(fā)生器、氣象信息、主控以及數(shù)據(jù)處理 等子系統(tǒng)組成，望遠(yuǎn)鏡根據(jù)主控要求提出天區(qū)觀測(cè)的CCD曝光時(shí)間，由曝光時(shí)間計(jì)算CCD行間轉(zhuǎn)移頻 率，最后根據(jù)下列公式精密計(jì)算望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)速度，驅(qū)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)臺(tái)均速轉(zhuǎn)動(dòng)。
F - /， x -^-
其中像元大小尸/xe/w/cWz為CCD轉(zhuǎn)移方向像元尺寸，/為大視場(chǎng)鏡筒的焦距，行間轉(zhuǎn)移頻率/re《為CCD在望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)速度反方向像元轉(zhuǎn)移頻率。
系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算的行間轉(zhuǎn)移頻率值發(fā)送到頻率發(fā)生器,生成相應(yīng)頻率的方波驅(qū)動(dòng)CCD曝光行間轉(zhuǎn)移， 同時(shí)觸發(fā)鎖存轉(zhuǎn)臺(tái)方位值和時(shí)鐘值并實(shí)時(shí)讀取存儲(chǔ)。最后數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由采集的方位值、時(shí)間、氣象 數(shù)據(jù)以及同一鏡筒的前后CCD圖像或相鄰鏡筒的CCD圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)相關(guān)處理，并把處理結(jié)果發(fā)送到數(shù) 據(jù)中心作進(jìn)一步分析處理。
權(quán)利要求
1、大視場(chǎng)角鏡筒、CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)以及高精密轉(zhuǎn)臺(tái)有機(jī)結(jié)合，可以周期性地對(duì)天空同一高度帶(環(huán)狀天區(qū))進(jìn)行不間斷連續(xù)觀測(cè)。
2、 CCD漂移掃描讀出亦稱時(shí)延積分(TDI， Time Delay Integration)讀出用于等高度天區(qū)的觀測(cè)。
3、 同一高度帶內(nèi)可以由多臺(tái)大視場(chǎng)角鏡筒，以提高環(huán)狀天區(qū)觀測(cè)采樣頻率。
4、 光電掃描望遠(yuǎn)鏡可以在不同高度環(huán)狀天區(qū)帶安裝大視場(chǎng)角鏡筒，以增加高度方向天區(qū)觀測(cè)覆蓋。
全文摘要
光電掃描望遠(yuǎn)鏡一種天文觀測(cè)設(shè)備，有效地解決大面積天區(qū)監(jiān)視觀測(cè)難題，重點(diǎn)突破了精密轉(zhuǎn)臺(tái)與CCD最新技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)速度與CCD行間轉(zhuǎn)移頻率嚴(yán)格同步，并對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)方位、時(shí)間等信息的準(zhǔn)確采集，最后數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由采集到的方位值、時(shí)間、氣象數(shù)據(jù)以及利用對(duì)同一鏡筒的前后圖像或相鄰鏡筒的CCD圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)相關(guān)處理，并把處理結(jié)果，如目標(biāo)的方位、俯仰以及時(shí)間值發(fā)送到作數(shù)據(jù)中心進(jìn)一步分析處理。本設(shè)備主要應(yīng)用天文巡天觀測(cè)、低軌人造天體監(jiān)測(cè)、低空軍事偵察與預(yù)警等領(lǐng)域，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度集成、造價(jià)低，自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)G02B23/00GK101604068SQ20081002340
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者雷成明 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)