水平式望远镜经纬轴垂直度误差的一种光学检测方法

水平式望远镜经轴与纬轴的不垂直度直接影响到望远镜的指向误差,准确检测出望远镜两回转轴系的垂直度误差并加以修正是非常必要的。本文以某400 mm水平式望远镜为例,针对水平式望远镜经纬两轴的特点提出了一种经纬轴垂直度误差的光学检测方法。通过检测数据计算获得该水平式望远镜的经纬两轴垂直度误差为46″,分析出检测误差为11″,借助检测数据对实际测量数据进行修正后,达到了提高望远镜指向精度的目的。

水平式望远镜轴系刚度分析及轴系误差的修正

为了解40cm水平式望远镜经纬轴系的刚度,并解决轴系误差检测值与实际使用中轴系精度之间的矛盾,本文采用有限元法,对经纬轴系关键性部件进行了模态分析和重力变形分析,分析结果表明结构刚度满足设计指标要求。利用不同经度角下经轴轴系支撑结构的重力变形分析结果,计算出重力变形引起的经轴晃动误差,并与检测结果进行比较,得出两者均具有随经度角改变而正弦变化的相同规律。利用计算值对检测值进行误差补偿,使得经轴轴系晃动误差PV值从7.2″降到2.6″,RMS值从0.7″降到0.3″,补偿后的经轴晃动误差更符合实际使用状态下的轴系精度情况,可作为经轴轴系性能是否满足指标要求的准确判据。

水平式望远镜赤经轴框架变形对轴系精度的影响

本文针对水平式望远镜赤经轴系中部连接框架跨距较大这一特点,从结构的力学原理及有限元分析和运算方面进行了探讨与计算,找出了框架变形对轴系精度影响的规律性。通过把框架变形曲线与实际轴系精度检测结果进行特征补偿,使得望远镜赤经轴系模型精度的准确性有了提高,从而为同类望远镜轴系的设计提供了理论参考。

水平式望远镜静态指向误差的建模与修正

对水平式望远镜静态指向误差进行建模与修正。根据水平式望远镜具体构架,设立地平坐标系和照准坐标系,推导出水平坐标系、地平坐标系和照准坐标系之间的转换公式,考虑望远镜的三轴误差和编码器误差等因素,建立水平式望远镜静态指向误差补偿模型(以下简称本文模型)。通过实测得到的恒星坐标数据对球谐函数模型、基本物理参数模型及本文模型行修正验证,实验结果表明,某型水平望远镜采用本文模型修正后,设备总指向精度由修正前的150.96″,提高到4.12″,满足系统总体提出的精度要求,能够广泛地应用于科研和工程领域。