CN111665023A - 一种望远镜畸变测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及畸变测量，具体涉及一种望远镜畸变测量装置及方法。本发明的目的是解决现有畸变测量装置及方法存在无法满足具有无限远像距系统望远镜的畸变测量需求的问题，提供一种望远镜畸变测量装置及方法。该装置包括具有平行光管的目标模拟模块、五维调整台、目标像采集分析模块；五维调整台用于安装被测望远镜；目标模拟模块位于被测望远镜的物方；目标像采集分析模块位于被测望远镜的像方；目标像采集分析模块包括CCD摄像系统、第一一维手动角位台、单轴位置转台、计算机和第二调平机构；CCD摄像系统包括远摄物镜和CCD探测器；计算机通过电缆分别连接CCD探测器和单轴位置转台。该方法利用该装置进行。

Description

一种望远镜畸变测量装置及方法

技术领域

本发明涉及畸变测量，具体涉及一种望远镜畸变测量装置及方法。

背景技术

望远镜是用于观察远方目标的光学仪器，通过望远镜可以看清肉眼看不到的细节，可用于远处场景及目标方位角、高低角的概略测量，是一种使用广泛的基本目视观察仪器。望远镜作为无限远物距、无限远像距系统，具有物方视场角大、像方视场角大、物方光轴和像方光轴不共线、中心视场难以确定等特点，使得望远镜畸变的测量较为困难。望远镜视场越大，捕获目标越容易，观测效率越高，使用起来越方便，但是随着视场的增大，望远镜的畸变也会增大，畸变虽然不影响成像的清晰度，但会影响像和物的相似性，影响观测场景及目标的逼真性，影响目标的方位角、高低角测量及瞄准精度。因此，作为一种大视场目视光学仪器，为了获得逼真的观测效果，设计望远镜时必需对其畸变进行校正，而畸变的测量成为一个非常关键的环节，其对于望远镜畸变控制以及提高望远镜的质量具有重要意义。

目前，测量光学系统畸变的方法主要包括以下两种：

其一，精密测长法，是指将标定过的网格板放置在被测光学系统的物方位置，使被测光学系统的光轴垂直网格板并通过其中心，记录网格在像平面的图案，用精密的测量仪器测量出目标像在各不同视场位置处到其中心的距离。但是，用网格板法对望远镜畸变进行测量，网格板需要放置在距离望远镜至少几十米远的位置，这样才能够对网格板清晰成像，但是这需要网格板的尺寸非常大，要求网格板的直径约为10米，制作如此大面积、高精度的网格板比较困难，且网格板的加工精度直接影响到最终测得的畸变结果，故网格板法只适用于有限远物距、有限远像距系统，无法满足望远镜畸变的测量需求。

其二，精密测角法，是指在平行光管的焦面装上分划板或星点，然后使平行光管或被测光学系统做相对转动，然后在像面直接测量分划中心或星点像的中心坐标，再通过计算像高来计算畸变。这种精密测角法只适用于无限远物距、有限远像距系统，满足不了望远镜畸变的测量需要。

发明内容

本发明的目的是解决现有畸变测量装置及方法存在无法满足具有无限远像距系统望远镜的畸变测量需求的技术问题，提供一种望远镜畸变测量装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

本发明提供一种望远镜畸变测量装置，其特殊之处在于：包括具有平行光管的目标模拟模块、五维调整台、目标像采集分析模块；

所述五维调整台用于安装被测望远镜；

所述目标模拟模块位于被测望远镜的物方；

所述目标像采集分析模块位于被测望远镜的像方；

所述目标像采集分析模块包括CCD摄像系统、第一一维手动角位台、单轴位置转台、计算机和第二调平机构；

所述第二调平机构设置于单轴位置转台底部；

所述第一一维手动角位台设置于单轴位置转台上；

所述CCD摄像系统设置于第一一维手动角位台上；

所述CCD摄像系统包括远摄物镜和CCD探测器；

所述远摄物镜入瞳处同时位于被测望远镜出瞳处以及单轴位置转台的旋转轴线上；

所述CCD探测器位于远摄物镜焦面处；

所述计算机通过电缆分别连接CCD探测器和单轴位置转台。

进一步地，所述五维调整台包括从上到下依次设置的一维旋转台、第二一维手动角位台和三个一维平移台；其中，三个一维平移台相互正交连接，实现三维平移调整，即水平面内的二维平移调整和垂直升降调整，第二一维手动角位台实现一维俯仰调整，一维旋转台实现水平面内一维旋转调整。

进一步地，所述目标模拟模块包括平行光管、安装件、第一底座和第一调平机构；所述平行光管的准直物镜采用四分离式物镜组结构实现全视场角大于10°；所述平行光管设置于安装件处；所述安装件设置于第一底座上；所述第一调平机构设置于第一底座底部；所述平行光管包括光源、以及沿光路依次设置的毛玻璃、分划板和准直物镜，所述分划板的中心与准直物镜的光轴同轴，且分划板位于准直物镜的焦面上。

进一步地，为了得到与太阳相似的发光谱线，所述光源采用卤素灯或白炽灯。

进一步地，所述分划板为带角度分划的十字标尺分划板。

进一步地，所述安装件为安装板或安装壳体。

本发明还提供一种利用上述望远镜畸变测量装置测量望远镜畸变的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)装置准备

1.1)分划板标定

对分划板各刻度线对应的角度进行重新标定；

1.2)装置安装与调试

连接所述望远镜畸变测量装置，将被测望远镜安装于五维调整台上，调节平行光管使其光轴处于水平，调节分划板使其十字标尺的其中一条标尺处于水平，调节单轴位置转台使其旋转轴处于铅垂，调节CCD摄像系统使其光轴处于水平；

2)测量被测望远镜的放大倍率

2.1)调节五维调整台，使被测望远镜的光轴与平行光管的光轴重合，调节被测望远镜目镜的视度，直至通过被测望远镜目镜目视观察到分划板的清晰像；

2.2)通过被测望远镜目镜目视观察分划板，记录观察到的水平标尺上最边缘刻度线，记录左边缘刻度线M₁、右边缘刻度线M₂；

2.3)根据步骤2.2)所得结果，确定测量放大倍率时的视场在分划板水平标尺上对应的刻度线标识：

min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}

其中，

[0.1×M₁]表示对0.1×M₁取整数；

[0.1×M₂]表示对0.1×M₂取整数；

min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}表示取[0.1×M₁]和[0.1×M₂]两者中的小者；

2.4)利用步骤2.3)所得结果和步骤1.1)重新标定的分划板各刻度线对应角度值，得到分划板水平标尺左侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}刻度线对应的角度，记为α₁，分划板水平标尺右侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}刻度线对应的角度，记为β₁；

2.5)将被测望远镜从五维调整台上取下，调节CCD摄像系统，使CCD摄像系统的光轴与平行光管的光轴重合；

2.6)再将被测望远镜安装于五维调整台上，调节五维调整台使被测望远镜的处于测试光路中、被测望远镜的光轴与平行光管和CCD摄像系统的光轴同轴，且被测望远镜出瞳处位于单轴位置转台的旋转轴线上，然后将单轴位置转台的转角置零；

2.7)控制单轴位置转台转动，使分划板水平标尺左侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}的刻度线成像于CCD摄像系统的视场中心，记录此时单轴位置转台(303)的角度，记为θ₁；再次控制单轴位置转台转动，使分划板水平标尺右侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}的刻度线成像于CCD摄像系统视场中心，记录此时单轴位置转台的角度，记为θ₂；

2.8)利用以下公式，计算被测望远镜(4)的放大倍率

其中，Γ₁表示被测望远镜的放大倍率；

3)测量被测望远镜的畸变

3.1)控制单轴位置转台转动，使分划板中心成像于CCD摄像系统视场中心，然后将单轴位置转台的转角置零；

3.2)控制单轴位置转台转动，使被测望远镜视场内分划板水平标尺上所有刻度线作为测试点，分别记为：M₁、M₁-1、…、1、0、1、2、…、M₂-1、M₂，共N个，依次成像于CCD摄像系统(视场中心，分别记录单轴位置转台相应的角度值，记为

利用这些测试点和步骤1.1)分划板重新标定的结果，得到各测试点对应的角度值，记为δ₁、δ₂、…、δ_N-1、δ_N；

3.3)利用步骤2.8)所得放大倍率和以下公式，计算被测望远镜在各测试点处的畸变值

其中，

V_n表示被测望远镜第n测试点的畸变值；

表示第n个测试点对应的单轴位置转台角度值；

δ_n表示第n个测试点对应的分划板角度标定值；

Γ₁表示被测望远镜的放大倍率；

n表示被测望远镜测试点的序号，取值1、2、…、N-1、N；

3.4)在平面直角坐标系下，以各测试点的刻度值为横轴，所述刻度值代表视场，以畸变值为纵轴，绘制被测望远镜的视场-畸变曲线。

本发明相比现有技术具有的有益效果如下：

1、本发明提供的望远镜畸变测量装置及方法，采用由CCD摄像系统、第一一维手动角位台、单轴位置转台和计算机等组成的目标像采集分析模块，可将无穷远目标清晰成像在CCD摄像系统上，解决了现有畸变测量装置及方法存在无法满足具有无限远像距系统望远镜的畸变测量需求的问题。其中，第一一维手动角位台可实现CCD摄像系统光轴与水平面夹角的俯仰角调节，单轴位置转台可实现CCD摄像系统光轴在水平面指向的方位角调节，只需要简单调节第一一维手动角位台和单轴位置转台，即可使CCD摄像系统接收来自望远镜目镜的光线，避免了复杂运动机构的设计，实现了对于目标像的高精度自动化采集、分析和计算，提高了测量精度。

2、本发明提供的望远镜畸变测量装置及方法，利用大视场平行光管提供无穷远的目标，且对平行光管的分划板中各刻度线对应的角度都进行了重新标定，保证了各目标位置和角度的高精度和高可靠性。

3、本发明提供的望远镜畸变测量方法，通过对目标模拟模块、被测望远镜、目标像采集分析模块严格的同轴调节，视场角测试，放大倍率测试，多视场测试点下的畸变测试等流程，实现了望远镜畸变的高精度自动化测量。

附图说明

图1为本发明望远镜畸变测量装置示意图；

图2为本发明分划板十字标尺的示意图；

图3为本发明CCD摄像系统和平行光管光轴重合示意图；

图4为本发明待测望远镜左支光学系统测试时的共轴光路示意图；

图5为本发明待测望远镜左支光学系统畸变测试时的光路示意图；

图6为本发明待测望远镜右支光学系统测试时的共轴光路示意图；

图7为本发明待测望远镜右支光学系统畸变测试时的光路示意图；

附图标记说明：

1-目标模拟模块、1011-光源、1012-毛玻璃、1013-分划板、1014-准直物镜、102-安装件、103-第一底座、104-第一调平机构；

2-五维调整台；

3-目标像采集分析模块、301-CCD摄像系统、3011-远摄物镜、3012-CCD探测器、302-第一一维手动角位台、303-单轴位置转台、304-计算机、305-第二调平机构；

4-被测望远镜。

具体实施方式

本发明的望远镜畸变测量装置及方法即适用于单筒望远镜，也适用于双筒望远镜，下面以手持式双筒望远镜为例，结合附图对本发明作进一步地说明。

本发明提供一种望远镜畸变测量装置，如图1所示，包括具有平行光管的目标模拟模块1、五维调整台2(也称夹持调节模块)、目标像采集分析模块3，所述五维调整台2用于固定被测望远镜4并实现被测望远镜4的三维平移和二维角度的调节，所述五维调整台2包括从上到下依次设置的一维旋转台、第二一维手动角位台和三个一维平移台；其中，三个一维平移台相互正交连接，实现三维平移调整，即水平面内的二维平移调整和垂直升降调整，第二一维手动角位台实现一维俯仰调整，一维旋转台实现水平面内一维旋转调整；所述目标模拟模块1位于被测望远镜4的物方；所述目标像采集分析模块3位于被测望远镜4的像方。

所述目标模拟模块1的主要功能是为被测望远镜4提供不同视场角的无穷远目标，包括平行光管、安装板或安装壳体、第一调平机构104和第一底座103；所述平行光管包括光源1011、以及沿光路依次设置的毛玻璃1012、分划板1013、准直物镜1014，毛玻璃1012位于光源1011和分划板1013之间，毛玻璃1012对光源1011出射光束进行匀化，并均匀照亮分划板1013；分划板1013位于毛玻璃1012和准直物镜1014之间，且分划板1013位于准直物镜1014的焦面上，分划板1013的中心过准直物镜1014的光轴，光源1011选择具有与太阳相似发光谱线的卤素灯或白炽灯；所述分划板1013为带角度分划的十字标尺分划板1013，分划板1013十字标尺的刻度如图2所示；所述平行光管的准直物镜采用四分离式物镜组结构以实现全视场角大于10°，平行光管出射光束充满被测望远镜4入瞳；所述平行光管设置于安装板上或安装壳体内；所述安装板或安装壳体第一底座103上，第一调平机构104设置于第一底座103底部，可实现大视场平行光管光轴指向及分划板1013竖线的垂直度调节。

所述目标像采集分析模块3的主要功能是完成被测望远镜4所成像的探测、采集、分析及计算，包括CCD摄像系统301、第一一维手动角位台302、单轴位置转台303、装载有单轴位置转台303测控软件和计算软件的计算机304和第二调平机构305；所述第二调平机构305设置于单轴位置转台303底部；所述第一一维手动角位台302固定连接在单轴位置转台303上；所述CCD摄像系统301固定在第一一维手动角位台302上；所述CCD摄像系统301包括远摄物镜3011和CCD探测器3012；所述远摄物镜3011入瞳处同时位于被测望远镜4出瞳处以及单轴位置转台303的旋转轴线上，CCD探测器3012位于远摄物镜3011焦面处；可将无穷远目标清晰成像在CCD探测器3012上；第一一维手动角位台302可实现CCD摄像系统301光轴与水平面夹角的俯仰角调节，单轴位置转台303可实现CCD摄像系统301光轴在水平面指向的方位角调节；所述计算机304通过电缆分别连接CCD探测器3012和单轴位置转台303，计算机304可实时显示CCD摄像系统301采集的被测望远镜4对大视场平行光管的分划板1013所成的像，通过在软件界面用鼠标选择分划板1013的刻度线，自动分析计算所选择的分划板1013的刻度线偏离CCD摄像系统301视场中心的角度，并控制单轴位置转台303转动使所选择的分划板1013的刻度线成像于CCD摄像系统301的视场中心，计算机304还可完成单轴位置转台303角度的采集与记录、畸变计算及畸变曲线的绘制。

所述五维调整台2实现对被测望远镜4的三维平移和二维角度调节，具体为：实现被测望远镜4沿大视场平行光管的光轴进行前后调节，实现垂直于大视场平行光管的光轴的上下调节和左右调节，实现被测望远镜4光轴在水平面内指向的方位角调节，实现被测望远镜4光轴与水平面夹角的俯仰角调节。

本发明还提供一种利用上述望远镜畸变测量装置测量望远镜畸变的方法，包括以下步骤：

1)装置准备

1.1)分划板1013标定

为提高标定准确度，对分划板1013各刻度线对应的角度进行重新标定；

1.2)装置安装与调试

按图1所示布局连接所述望远镜畸变测量装置，将被测望远镜4安装于五维调整台2上，检查并调节平行光管使其光轴处于水平，调节分划板1013使其十字标尺的其中一条标尺处于水平(即分划板1013横线处于水平)，此时分划板1013竖线处于铅垂，检查并调节单轴位置转台303使其旋转轴处于铅垂，检查并调节第一一维手动角位台302使CCD摄像系统301的光轴处于水平；

2)测量被测望远镜4左支光学系统的放大倍率

2.1)调节五维调整台2，使被测望远镜4左支光学系统的光轴与平行光管的光轴重合，调节被测望远镜4左支目镜的视度，直至通过被测望远镜4左支目镜目视观察到分划板1013的清晰像；

2.2)通过被测望远镜4左支目镜目视观察分划板1013，记录观察到的水平标尺上最边缘刻度线，记录左边缘刻度线标识M₁、右边缘刻度线标识M₂；

2.3)根据步骤2.2)所得结果，确定测量放大倍率时的视场在分划板水平标尺上对应的刻度线标识：

min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}

其中，

[0.1×M₁]表示对0.1×M₁取整数；

[0.1×M₂]表示对0.1×M₂取整数；

min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}表示取[0.1×M₁]和[0.1×M₂]两者中的小者；

2.4)利用步骤2.2)所得结果和步骤1.1)重新标定的分划板1013各刻度线对应角度值，得到分划板水平标尺左侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}刻度线对应的角度，记为α₁，分划板水平标尺右侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}刻度线对应的角度，记为β₁；

2.5)将被测望远镜4从五维调整台2上取下，调节第一一维手动角位台302和单轴位置转台303，使CCD摄像系统301的光轴与平行光管的光轴重合，即大视场平行光管分划板1013中心成像在CCD摄像系统301视场中心，此时光路如图3所示；

2.6)再将被测望远镜4固定到五维调整台2上，调节五维调整台2使被测望远镜4的左支光学系统处于测试光路中、被测望远镜4左支光学系统与平行光管和CCD摄像系统301三者同轴，即大视场平行光管分划板1013中心经被测望远镜4左支光学系统成像在CCD摄像系统301视场中心，且被测望远镜4左支光学系统出瞳处位于单轴位置转台303的旋转轴线上，此时光路如图4所示，然后将单轴位置转台303的转角置零；

2.7)控制单轴位置转台303转动，使分划板1013水平标尺左侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}的刻度线成像于CCD摄像系统(301)的视场中心，记录此时单轴位置转台(303)的角度，记为θ₁；再次控制单轴位置转台(303)转动，使分划板(1013)水平标尺右侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}的刻度线成像于CCD摄像系统(301)视场中心，记录此时单轴位置转台(303)的角度，记为θ₂；

2.8)利用以下公式，计算被测望远镜4左支光学系统的放大倍率

其中，Γ₁表示被测望远镜4左支光学系统的放大倍率；

3)测量被测望远镜4左支光学系统的畸变

3.1)控制单轴位置转台303转动，使分划板1013中心成像于CCD摄像系统301视场中心，然后将单轴位置转台303的转角置零；

3.2)控制单轴位置转台303转动，使被测望远镜4左支光学系统视场内分划板1013水平标尺上所有刻划线作为测试点，分别记为：M₁、M₁-1、…、1、0、1、2、…、M₂-1、M₂，共N个，依次成像于CCD摄像系统301视场中心，分别记录单轴位置转台303相应的角度值，记为

利用这些测试点和步骤1.1)重新标定的分划板1013，得到各测试点对应的角度值，记为δ₁、δ₂、…、δ_N-1、δ_N，此时光路如图5所示；

3.3)利用步骤2.8)所得放大倍率和以下公式，计算被测望远镜4左支光学系统在各测试点处的畸变值

其中，

V_n表示被测望远镜4左支光学系统第n测试点的畸变值；

表示望远镜4左支光学系统第n个测试点对应的单轴位置转台303角度值；

Γ₁表示被测望远镜4左支光学系统的放大倍率；

δ_n表示望远镜4左支光学系统第n个测试点对应的分划板1013角度标定值；

n表示被测望远镜4左支光学系统畸变测试点的序号，取值1、2、…、N-1、N；

3.4)在平面直角坐标系下，以各测试点的刻度值为横轴，所述刻度值代表视场，以畸变值为纵轴，绘制被测望远镜4左支光学系统的视场-畸变曲线；

5)测量被测望远镜4右支光学系统的放大倍率

5.1)调节五维调整台2，使被测望远镜4右支光学系统的光轴与平行光管的光轴重合，调节被测望远镜4右支目镜的视度，直至通过被测望远镜4右支目镜目视观察到分划板1013的清晰像；

5.2)通过被测望远镜4右支目镜目视观察分划板1013，记录观察到的水平标尺上最边缘刻度线，记录左边缘刻度线标识M₃、右边缘刻度线标识M₄；

5.3)根据步骤5.2)所得结果，确定测量放大倍率时的视场在分划板水平标尺上对应的刻度线标识：

min{[0.1×M₃],[0.1×M₄]}

其中，

[0.1×M₃]表示对0.1×M₃取整数；

[0.1×M₄]表示对0.1×M₄取整数；

min{[0.1×M₃],[0.1×M₄]}表示取[0.1×M₃]和[0.1×M₄]两者中的小者；

5.4)利用步骤5.2)所得结果和步骤1.1)重新标定的分划板1013各刻度线对应角度值，得到分划板水平标尺左侧标识为min{[0.1×M₃],[0.1×M₄]}刻度线对应的角度，记为α₂，分划板水平标尺右侧标识为min{[0.1×M₃],[0.1×M₄]}刻度线对应的角度，记为β₂；

5.5)将被测望远镜4从五维调整台2上取下，调节第一一维手动角位台302和单轴位置转台303，使CCD摄像系统301的光轴与平行光管的光轴重合，即大视场平行光管分划板1013中心成像在CCD摄像系统301视场中心，此时光路如图3所示；

5.6)再将被测望远镜4固定到五维调整台2上，调节五维调整台2使被测望远镜4的右支光学系统处于测试光路中、被测望远镜4右支光学系统与平行光管和CCD摄像系统301三者同轴，即大视场平行光管分划板1013中心经被测望远镜4右支光学系统成像在CCD摄像系统301视场中心，且被测望远镜4右支光学系统出瞳处位于单轴位置转台303的旋转轴线上，此时光路如图6所示，然后将单轴位置转台303的转角置零；

5.7)控制单轴位置转台303转动，使分划板1013水平标尺左侧标识为min{[0.1×M₃],[0.1×M₄]}的刻度线成像于CCD摄像系统301的视场中心，记录此时单轴位置转台303的角度，记为θ₃；再次控制单轴位置转台303转动，使分划板1013水平标尺上右侧标识为min{[0.1×M₃],[0.1×M₄]}的刻度线成像于CCD摄像系统301视场中心，记录此时单轴位置转台303的角度，记为θ₄；

5.8)利用以下公式，计算被测望远镜4右支光学系统的放大倍率

其中，Γ₂表示被测望远镜4右支光学系统的放大倍率；

6)测量被测望远镜4右支光学系统的畸变

6.1)控制单轴位置转台303转动，使分划板1013中心成像于CCD摄像系统301视场中心，然后将单轴位置转台303的转角置零；

6.2)控制单轴位置转台303转动，使被测望远镜4右支光学系统视场内分划板1013水平标尺上所有刻划线作为测试点，分别记为：M₃、M₃-1、…、1、0、1、2、…、M₄-1、M₄，共L个，依次成像于CCD摄像系统301视场中心，分别记录单轴位置转台303相应的角度值，记为γ₁、γ₂、…、γ_L-1、γ_L，利用这些测试点和步骤1.1)重新标定的分划板1013，得到各测试点对应的角度值，记为ε₁、ε₂、…、ε_L-1、ε_L，此时光路如图7所示；

6.3)利用步骤5.8)所得放大倍率和以下公式，计算被测望远镜4右支光学系统在各测试点处的畸变值

其中，

W_n表示被测望远镜4右支光学系统第n测试点的畸变量；

γ_n表示望远镜4右支光学系统第n个测试点对应的单轴位置转台303角度值；

Γ₂表示被测望远镜4右支光学系统的放大倍率；

ε_n表示望远镜4右支光学系统第n个测试点对应的分划板1013角度标定值；

n表示被测望远镜4右支光学系统畸变测试点的序号，取值1、2、…、L-1、L；

6.4)在平面直角坐标系下，以各测试点的刻度值为横轴，所述刻度值代表视场，以畸变值为纵轴，绘制被测望远镜4右支光学系统的视场-畸变曲线。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种望远镜畸变测量装置，其特征在于：包括具有平行光管的目标模拟模块(1)、五维调整台(2)、目标像采集分析模块(3)；

所述五维调整台(2)用于安装被测望远镜(4)；

所述目标模拟模块(1)位于被测望远镜(4)的物方；

所述目标像采集分析模块(3)位于被测望远镜(4)的像方；

所述目标像采集分析模块(3)包括CCD摄像系统(301)、第一一维手动角位台(302)、单轴位置转台(303)、计算机(304)和第二调平机构(305)；

所述第二调平机构(305)设置于单轴位置转台(303)底部；

所述第一一维手动角位台(302)设置于单轴位置转台(303)上；

所述CCD摄像系统(301)设置于第一一维手动角位台(302)上；

所述CCD摄像系统(301)包括远摄物镜(3011)和CCD探测器(3012)；

所述远摄物镜(3011)入瞳处同时位于被测望远镜(4)出瞳处以及单轴位置转台(303)的旋转轴线上；

所述CCD探测器(3012)位于远摄物镜(3011)焦面处；

所述计算机(304)通过电缆分别连接CCD探测器(3012)和单轴位置转台(303)。

2.根据权利要求1所述的望远镜畸变测量装置，其特征在于：所述五维调整台(2)包括从上到下依次设置的一维旋转台、第二一维手动角位台和三个一维平移台；其中，三个一维平移台相互正交连接，实现三维平移调整，即水平面内的二维平移调整和垂直升降调整，第二一维手动角位台实现一维俯仰调整，一维旋转台实现水平面内一维旋转调整。

3.根据权利要求2所述的望远镜畸变测量装置，其特征在于：所述目标模拟模块(1)包括平行光管、安装件(102)、第一底座(103)和第一调平机构(104)；所述平行光管的准直物镜采用四分离式物镜组结构实现全视场角大于10°；所述平行光管设置于安装件(102)处；所述安装件(102)设置于第一底座(103)上；所述第一调平机构(104)设置于第一底座(103)底部；所述平行光管包括光源(1011)、以及沿光路依次设置的毛玻璃(1012)、分划板(1013)和准直物镜(1014)，所述分划板(1013)的中心与准直物镜(1014)的光轴同轴，且分划板(1013)位于准直物镜(1014)的焦面上。

4.根据权利要求3所述的望远镜畸变测量装置，其特征在于：所述光源(1011)采用卤素灯或白炽灯。

5.根据权利要求4所述的望远镜畸变测量装置，其特征在于：所述分划板(1013)为带角度分划的十字标尺分划板。

6.根据权利要求5所述的望远镜畸变测量装置，其特征在于：所述安装件(102)为安装板或安装壳体。

7.一种利用权利要求6所述望远镜畸变测量装置测量望远镜畸变的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)装置准备

1.1)分划板(1013)标定

对分划板(1013)各刻度线对应的角度进行重新标定；

1.2)装置安装与调试

连接所述望远镜畸变测量装置，将被测望远镜(4)安装于五维调整台(2)上，调节平行光管使其光轴处于水平，调节分划板(1013)使其十字标尺的其中一条标尺处于水平，调节单轴位置转台(303)使其旋转轴处于铅垂，调节CCD摄像系统(301)使其光轴处于水平；

2)测量被测望远镜(4)的放大倍率

2.1)调节五维调整台(2)，使被测望远镜(4)的光轴与平行光管的光轴重合，调节被测望远镜(4)目镜的视度，直至通过被测望远镜(4)目镜目视观察到分划板(1013)的清晰像；

2.2)通过被测望远镜(4)目镜目视观察分划板(1013)，记录观察到的水平标尺上最边缘刻度线，记录左边缘刻度线M₁、右边缘刻度线M₂；

2.3)根据步骤2.2)所得结果，确定测量放大倍率时的视场在分划板水平标尺上对应的刻度线标识：

min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}

其中，

[0.1×M₁]表示对0.1×M₁取整数；

[0.1×M₂]表示对0.1×M₂取整数；

min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}表示取[0.1×M₁]和[0.1×M₂]两者中的小者；

2.4)利用步骤2.3)所得结果和步骤1.1)重新标定的分划板(1013)各刻度线对应角度值，得到分划板水平标尺左侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}刻度线对应的角度，记为α₁，分划板水平标尺右侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}刻度线对应的角度，记为β₁；

2.5)将被测望远镜(4)从五维调整台(2)上取下，调节CCD摄像系统(301)，使CCD摄像系统(301)的光轴与平行光管的光轴重合；

2.6)再将被测望远镜(4)安装于五维调整台(2)上，调节五维调整台(2)使被测望远镜(4)的处于测试光路中、被测望远镜(4)的光轴与平行光管和CCD摄像系统(301)的光轴同轴，且被测望远镜(4)出瞳处位于单轴位置转台(303)的旋转轴线上，然后将单轴位置转台(303)的转角置零；

2.7)控制单轴位置转台(303)转动，使分划板(1013)水平标尺左侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}的刻度线成像于CCD摄像系统(301)的视场中心，记录此时单轴位置转台(303)的角度，记为θ₁；再次控制单轴位置转台(303)转动，使分划板(1013)水平标尺右侧标识为min{[0.1×M₁],[0.1×M₂]}的刻度线成像于CCD摄像系统(301)视场中心，记录此时单轴位置转台(303)的角度，记为θ₂；

2.8)利用以下公式，计算被测望远镜(4)的放大倍率

其中，Γ₁表示被测望远镜(4)的放大倍率；

3)测量被测望远镜(4)的畸变

3.1)控制单轴位置转台(303)转动，使分划板(1013)中心成像于CCD摄像系统(301)视场中心，然后将单轴位置转台(303)的转角置零；

3.2)控制单轴位置转台(303)转动，使被测望远镜(4)视场内分划板(1013)水平标尺上所有刻度线作为测试点，分别记为：M₁、M₁-1、…、1、0、1、2、…、M₂-1、M₂，共N个，依次成像于CCD摄像系统(301)视场中心，分别记录单轴位置转台(303)相应的角度值，记为

利用这些测试点和步骤1.1)分划板(1013)重新标定的结果，得到各测试点对应的角度值，记为δ₁、δ₂、…、δ_N-1、δ_N；

3.3)利用步骤2.8)所得放大倍率和以下公式，计算被测望远镜(4)在各测试点处的畸变值

其中，

V_n表示被测望远镜(4)第n测试点的畸变值；

表示第n个测试点对应的单轴位置转台(303)角度值；

δ_n表示第n个测试点对应的分划板(1013)角度标定值；

Γ₁表示被测望远镜(4)的放大倍率；

n表示被测望远镜(4)测试点的序号，取值1、2、…、N-1、N；

3.4)在平面直角坐标系下，以各测试点的刻度值为横轴，所述刻度值代表视场，以畸变值为纵轴，绘制被测望远镜(4)的视场-畸变曲线。

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