光电望远镜误差分析及补偿技术

摘要

精密观测光电望远镜(简称光电望远镜)是空间人造目标观测的主要设备。它的轴系定位测量数据的精度是实现空间目标高精度定轨的根本保障。本文以光电望远镜设备的误差分析和补偿为目标，在地基式光电望远镜的测量原理基础上，详细分析了影响观测设备测量数据精度的各种误差；针对不同的误差性质采取了不同的修正措施，提出了内符合精度评价的方法，并应用于实际工程之中，取得了预期的效果。 分析总结了影响测量精度的各种误差源。将误差源分为静态误差和动态误差两大类。静态误差主要有轴系误差、编码器误差、电视传感器本身存在的时间滞后误差、光学结构中可测量的失真以及大气折射误差等；动态误差主要有仪器运动带来的各环节的变动误差、时间采样不同步造成的脱靶量合成误差、视轴晃动误差、大气抖动以及其它误差等。 提出了静态指向误差修正的两种模型，从原理上分析比较了两种模型的区别；提出恒星回扫的办法降低了低仰角蒙气差的影响；检测出了电视脱靶量滞后于编码器的时间，并在数据合成时进行了补偿；仿真比较了抛物线插值和自适应卡尔曼滤波方法在采样时间不同步误差修正中的优劣性；将光标投射器运用于检测光机轴系的误差中，检测出了未定系统误差。 针对随机误差的影响，采用空间坐标变换的方法，建立了从空间坐标系到像面坐标系的随机误差的测量方程，详细给出了各项随机误差的分布情况，分析了随机误差对光测设备测量数据的影响趋势。 利用多圈卫星轨道数据比较了最小二乘拟合法、Vondrak平滑法和单圈改进法，并认为单圈改进法是较好的一种评价光电望远镜动态测量数据内符合精度的方法。 在精密观测望远镜上进行了一系列误差修正实验，利用单圈改进法统计动态测量精度表明：修正后的数据均方差优于5秒。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表索引

声明、学位论文知识产权权属声明、长春光学精密机械与物理研究所博士学位论文原创性声明

第一章绪论

第二章主要误差源分析及其对测量精度的影响

第三章误差补偿技术

第四章随机误差的总体分配及效果仿真

第五章动态测量精度的分析及实验结果

第六章结束语

参考文献

攻读士期间论文发表情况

附录

致谢