CN106705998B - 望远镜第一主点的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学经纬仪成像入射第一主点的检测计算，属于光学领域。所述方法包括以下步骤：一是待测望远镜安装、光标架设等检测环境搭建。二是转动经纬仪方位、俯仰记录原始测角数据。三是利用三角形线角关系计算第一主点的位置。本发明所获检测结果可以直接应用于望远镜观测近距离目标时的角度修正，提高系统测角精度。

Description

望远镜第一主点的检测方法

技术领域

本发明涉及光学望远镜成像入射第一主点的检测计算。属于光学技术领域。

背景技术

经纬仪系统装配的望远镜对目标进行观测时，一般采用轴系测角+脱靶量修正的形式确定目标相对于经纬仪的空间位置方向，该方法主要适用于远距离目标。当目标距离较近时，如果简单使用该方法进行修正将带来一定的误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种望远镜第一主点的检测方法，所获检测结果可以直接应用于望远镜观测近距离目标时的角度修正，提高系统测角精度。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种望远镜第一主点的检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、检测环境搭建

1.待测望远镜装配

待测望远镜装配于方位、俯仰轴系可精确测量的经纬仪主机上，经纬仪主机固定放置在静基座上，并调平经纬仪方位盘；待测望远镜光轴和经纬仪主镜光轴尽量平行，朝向相同；结合经纬仪主机、待测望远镜结构参数，测算出待测望远镜探测器几何中心在经纬仪主镜坐标系下坐标(x_M0,y_M0,z_M0)。

2.合作光标安装

合作光标采用LED灯，光标在满足待测望远镜成像清晰条件下就近安装固定，LED灯与经纬仪三轴中心的连线与地理水平面尽量平行；测量出合作光标与经纬仪三轴中心精确地相对位置关系。合作光标在经纬仪主机坐标系下的坐标为(x_T,y_T,z_T)，其中O为经纬仪主机三轴中心，M为待测望远镜探测器靶面几何中心，N为成像入射第一主点，T为合作光标。

步骤二、第一主点位置计算

调整经纬仪方位和俯仰使得T成像在待测望远镜探测器靶面中心，即点M、N、T在一条直线上，记录经纬仪方位角A₁和俯仰角E₁(A₁、E₁为经过零位和轴系误差修正后的数据，下同)，此时M点在经纬仪主机坐标系下坐标为：

保持经纬仪俯仰角不变，转动方位角至A₂，经纬仪方位角转动量为△A＝A₂-A₁。△A′为经纬仪转动后光标所成像在待测望远镜上的方位(横向)脱靶量，则M′、T′在经纬仪主机坐标系下坐标分别为：

图1中，相关线段的长度分别为：

在三角形M′T′T中：

根据余弦定理：

在三角形N′T′T中：

N′T′＝TT′*cos∠TT′M′+TT′*sin∠TT′M′*tanΔA′

则有：

MN＝M′N′＝M′T′-N′T′。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明可操作性强，检测结果可以直接用于经纬仪测角修正，提高经纬仪观测近距离目标的测角精度。通过搭建低仰角合作光标，建立检测环境，获取经纬仪轴系测角和望远镜脱靶量数据，利用三角形线角关系完成第一主点位置计算表达式推导和计算。

附图说明

图1为本发明中经纬仪主机、待测望远镜与合作光标的关系图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例中涉及的一种望远镜第一主点的检测方法，包括第一主点检测环境搭建和第一主点位置计算。

相关说明

为便于本发明内容描述，在此对发明中涉及的坐标系定义简要说明。

本发明主要涉及如下两个坐标系：

实施例：

1、待测望远镜装配

待测望远镜装配于某型经纬仪主镜一侧，焦距为1.017m，探测器像元尺寸为6.5μm，像元数2048×2048，探测器几何中心在经纬仪主镜坐标系下坐标为(-0.322，-0.257，0.616)；通过调平机构调平经纬仪方位盘。

2、合作光标安装

合作光标选用直径0.5mm LED灯，LED灯至经纬仪三轴中心连线与地理水平面的夹角为1.9132°，在经纬仪主机坐标系下坐标为(166.6451，426.8678，15.3160)。经纬仪主机、待测望远镜与合作光标的关系如图1所示，图中，O为经纬仪主机三轴中心，M为待测望远镜探测器靶面几何中心，N为成像入射第一主点，T为合作光标，T在经纬仪主机坐标系下的坐标为(x_T,y_T,z_T)，三角形OM′T′为三角形OMT绕O点旋转一定角度后的三角形，N′对应N，即MN＝M′N′。

3、第一主点位置计算

(1)数据获取

调整经纬仪方位和俯仰使得光标成像在待测望远镜探测器靶面中心，记录经纬仪方位角A₁(21.3252°)和俯仰角E₁(1.9143°)。

保持经纬仪俯仰角不变，转动方位角至A₂(21.4884°)，经纬仪方位角转动量为△A(0.1632°)，光标所成像在待测望远镜上的方位(横向)脱靶量为△A′(9.816′)。

(2)具体计算

M点在经纬仪主机坐标系下坐标为：

M′、T′在经纬仪主机坐标系下坐标分别为：

图1中，相关线段的长度分别为：

在三角形M′T′T中：

根据余弦定理：

在三角形N′T′T中：

N′T′＝TT′*cos∠TT′M′+TT′*sin∠TT′M′/tanΔA′＝457.3952

则有：

MN＝M′N′＝M′T′-N′T′＝1.3614。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种望远镜第一主点的检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、检测环境搭建

(1)待测望远镜装配

待测望远镜装配于经纬仪主机上，经纬仪主机固定放置在静基座上，并调平经纬仪方位盘；待测望远镜光轴和经纬仪主镜光轴平行，朝向相同；结合经纬仪主机、待测望远镜结构参数，测算出待测望远镜探测器几何中心在经纬仪主镜坐标系下坐标(x_M0,y_M0,z_M0)；

(2)合作光标安装

合作光标与经纬仪三轴中心的连线与地理水平面平行；测量出合作光标与经纬仪三轴中心的相对位置关系，合作光标在经纬仪主机坐标系下的坐标为(x_T,y_T,z_T)，其中O为经纬仪主机三轴中心，M为待测望远镜探测器靶面几何中心，N为成像入射第一主点，T为合作光标；

步骤二、第一主点位置计算

调整经纬仪方位和俯仰使得T成像在待测望远镜探测器靶面中心，即点M、N、T在一条直线上，记录经纬仪方位角A₁和俯仰角E₁，此时M点在经纬仪主机坐标系下坐标为：

保持经纬仪俯仰角不变，转动方位角至A₂，经纬仪方位角转动量为△A＝A₂-A₁，△A′为经纬仪转动后光标所成像在待测望远镜上的方位脱靶量，M′、T′，N′为三角形OMT转动方位角至A₂后三点的位置，则M′、T′在经纬仪主机坐标系下坐标分别为：

其中：

则：

根据余弦定理：

N′T′＝TT′*cos∠TT′M′+TT′*sin∠TT′M′*tanΔA′

则有：

MN＝M′N′＝M′T′-N′T′。