CN112325874A - 基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法，其构成包括待测脉冲星、平面镜模块组、金属孔屏、单像素探测器、固定平台和计算机，且平面镜模块组中平面镜的数量不少于两块。脉冲星射线源发出的光经过金属孔屏和单像素探测器作为光路A，脉冲星射线源发出的光经过平面镜模块组、金属孔屏和单像素探测器作为光路B。本发明是通过旋转平面镜模块组让两光路进行关联运算，当使得两光路的二阶相关度最大时，记录下此刻平面镜模块组的角度信息，利用基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系，最终得到两光路的待测张角信息。本发明基于光场高阶关联特性，具备对待测目标星体实现高精度角位置测量的优势。

Description

基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法

技术领域

本发明涉及脉冲星的导航领域，是一种基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法。

背景技术

毫秒脉冲星是一类年老的脉冲星，它们是由X射线双星演化而来。毫秒脉冲星作为宇宙中的“灯塔”，具有稳定的自转频率，有着发送稳定周期脉冲信号的特点，可以被用于深空自主导航。但在宇宙中会伴随着湍流、宇宙噪声等不利于一阶观测的情况，故通过采用基于统计方法的二阶强度关联可克服上述困难，实现脉冲星的高精度测量。

脉冲星与地球相距大于数千光年，到达卫星探测器的光通量极低(例如最亮的Crab脉冲星，其光通量也仅为1.54photon/cm2·s)，只能进行单光子探测。毫秒脉冲星发出的X射线的相干时间较短，以能量分辨率

估计探测器的时间分辨率为ps或fs量级，而现有的探测器的时间分辨率方能达到ns量级，尚未达到要求。这对于脉冲星的角位置测量造成了极大的挑战，因此从探测器的空间分辨率出发来作为解决方案便成了一种可行性的思路。

在先技术1(杨廷高，高玉平，一种普适性的脉冲星自主导航测量模型构建方法，CN104316048B)，通过给出脉冲星脉冲到达飞行器时刻和脉冲星发射时刻之间的理论关系，从而实现脉冲星的导航。

在先技术2(赵生妹，梁文强，陈超，董小亮，一种基于角位置纠缠的量子关联成像方法，CN104407485A)，通过将被成像物体信息编码成不同角度的角缝，并将不同的角缝加载到光束上。由于符合计数与角缝角度间存在着单调的函数关系，可根据符合计数值在参考光路获得物体的信息，得到物体的成像。

在先技术3(谭天乐，苏枫，程华奇，龙华保，杨光，刘宇，一种基于龙虾眼的大视场X射线导航敏感器，CN104697527A)，从脉冲星掠入射的X射线反射，并将X射线光子汇聚到半径为R/2的球面或半球面处，在此处布置球面探测器来对X射线光子进行探测并测量光子达到时间；由电子学系统对探测到的X射线光子进行时间累积形成脉冲轮廓，并将脉冲轮廓与标准脉冲星数据库对比，得到所述脉冲星的目标特性信息用来进行数据处理和解算，以获得导航信息。

在先技术4(苏桐，盛立志，赵宝升，高玉平，罗近涛，童明雷，基于X射线的VLBI测量方法和系统以及地面验证装置，CN106643702A)，通过两路X射线单光子探测器分别采集到相应的入射X射线的能量和到达时间信息，进而得到X射线波动方程的频率与相位信息，就可以将VLBI的方法拓展到X射线波段，从而在大大缩短基线距离的同时，极大地提高系统对于目标星体角位置的测量精度。

在先技术5(方美华，张贺，刘猛，郭义盼，段凯，陈明，魏志勇，X射线脉冲星空间导航的地面模拟定位系统及定位方法，CN110068339A)，通过X射线放射源与坐标系中探测器之间的位置关系，计算出X射线放射源的坐标位置。

在先技术6(丛爽，段士奇，邹紫盛，汪海伦，宋媛媛，吴文燊，陈鼎，基于星基量子卫星的测距与定位系统，CN110187349A)，利用纠缠光子对的二阶相干特性，可以获得飞秒级的到达时间差测量精度，对应微米级的测距及其位置精度。

在先技术7(杨廷高，高玉平，基于脉冲星的导航星座时间同步和定向参数测量方法，CN104316056B)，在应用星间链路导航技术的情况下，以脉冲星时空参考架为参考基准，测量导航星座整体旋转和实现导航星座时间同步。通过选定一颗导航卫星来观测脉冲星，从而提出了单站观测法；通过选定两颗导航卫星来观测同一颗脉冲星，从而提出了较差观测法。

在先技术8(孙志斌，一种基于符合测量的二维压缩鬼成像系统及方法，CN103323396B)和在先技术9(俞文凯，刘雪峰，孙志斌，翟光杰，一种基于双压缩符合测量的纠缠成像系统及方法，CN103308189A)，通过符合测量电路对物臂光路和参考臂光路的总光强进行符合测量，输出符合测量值，算法模块根据测量矩阵和测量值，运用压缩感知算法重建出空间关联系数分布。

在先技术10(王大轶，唐强，黄翔宇，褚永辉，熊凯，朱志斌，一种基于信息融合的星际自主导航地面试验验证系统，CN103017788B)，仿真总控模块发送指令给导航计算模块，导航计算模块接收到指令之后控制导航敏感器对动态天体模拟器生成的天体图像成像，并将所述天体成像结果发送给导航计算模块，导航计算模块接收成像结果后计算出航天器的位置信息；同时导航计算模块还根据接收到的X射线脉冲星模拟器的脉冲信号计算出航天器的位置信息，然后通过信息融合算法计算出航天器的位置信息。

综上所述，上述在先技术涉及对物体成像质量的提升；或者通过放射源与坐标系中探测器之间的位置关系，计算出放射源的坐标位置；或者通过光子到达探测器的时间差来获取星体角位置信息。存在的不足在于探测时间过长或者是角位置测量精度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述在先技术的缺陷，提供一种基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法，其内容为通过旋转平面镜模块组，对两光路进行关联运算，光路中不涉及物体信息，从而寻找二阶相关度最大时所对应的平面镜模块组的角度信息，利用基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系来完成两光路待测张角的探测。

从方法上，本发明为脉冲星的高精度角位置测量提出了一种新的方案，该方案包括两光路的待测张角和平面镜模块组的角度信息，对于光源不同待测张角的测量具有普遍适用性。本方案是由待测角度的直接探测转化为寻找两光路二阶相关度最大时所对应的平面镜模块组的角度信息，从而实现两光路待测张角的探测，这提升了待测张角的测量精度，在提升两光路待测张角的探测精度方面则是通过控制平面镜模块组的旋转精度来实现的。在坐标系方面，平面镜模块组中任何一对平面镜彼此之间无需处于相同坐标系，只需在每一对平面镜中两块平面镜保持相同坐标系即可。相比较于两金属孔屏实现两光路的强度关联方案，本发明避免了因对金属孔屏要求过高而导致实验条件过于严苛的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法，特征在于其构成包括平面镜模块组、金属孔屏、单像素探测器、固定平台和计算机，所述的待测脉冲星发出的光经过所述的金属孔屏和所述的单像素探测器作为光路A，所述的待测脉冲星发出的光经过所述的平面镜模块组、所述的金属孔屏和所述的单像素探测器作为光路B。所述的金属孔屏到所述的单像素探测器的距离为d。所述的平面镜模块组、所述的金属孔屏与所述的单像素探测器均固定在所述的固定平台上，其中所述的平面镜模块组可转动。所述的计算机的输入端与所述的单像素探测器的输出端相连，所述的计算机具有对采集到的光强序列进行关联运算的程序。

利用上述基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法，其特点在于该测量方法包括以下步骤：

<1>选择单像素探测器(4)，满足如下公式：

式中，l为单像素探测器的横向直径，λ为待测脉冲星(1)发射的光的波长，d为金属孔屏到单像素探测器的距离，a为金属孔屏在固定平台上的长度；

调节所述的金属孔屏(3)、所述的单像素探测器(4)与所述的待测脉冲星(1)同轴；

<2>所述的单像素探测器(4)曝光k次，获得光路A光强序列

光路A的光强序列保存于所述的计算机(5)中，且之后光路A的光强序列不再做采集，光路A光强序列

的平均值为

旋转平面镜模块组获得平面镜模块组在起始角度为θ₀下，光路B起始光强序列

若所述的平面镜模块组(2)中有s块平面镜，则θ₀₁为所述的平面镜模块组(2)中第一块平面镜在起始角度中笛卡尔坐标系下的角度，θ₀₂为所述的平面镜模块组(2)中第二块平面镜在起始角度中笛卡尔坐标系下的角度，直到θ_0s为所述的平面镜模块组(2)中第s块平面镜在起始角度中笛卡尔坐标系下的角度，角度I_0s为第s块平面镜在起始角度中的反射角度。

将光路B起始光强序列

和光路A光强序列

进行关联运算，得到在起始角度下关联成像序列中的强度关联分布

<3>计算第m次，m＝0,......,N，N为平面镜模块组旋转的总次数，光路B光强序列

的平均值

计算光路A光强序列和光路B光强序列的强度关联分布平均值

<4>计算二阶强度关联值，公式如下：

<5>将所述的固定平台(6)上所述的平面镜模块组(2)旋转下一夹角θ后，对所述的单像素探测器(4)进行k次曝光，分别记录下第m次旋转后，θ_m＝θ₀+mθ，光路B第m次光强序列

则θ_m1为所述的平面镜模块组(2)中第一块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，θ_m2为所述的平面镜模块组(2)中第二块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，直到θ_ms为所述的平面镜模块组(2)中第s块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，角度I_ms为第s块平面镜在第m次旋转后的反射角度。将光路B第m次光强序列

和光路A光强序列

进行关联运算，得到在第m次角度下关联成像序列中的强度关联分布

<6>重复步骤<3>、<4>、<5>，获得多组二阶强度关联值，直到出现二阶强度关联值的峰值为止，记录下此刻在笛卡尔坐标系下所述的平面镜模块组(2)中各平面镜的旋转角度，此时θ_m1为所述的平面镜模块组(2)中第一块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，θ_m2为所述的平面镜模块组(2)中第二块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，直到θ_ms为所述的平面镜模块组(2)中第s块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，角度I_ms为第s块平面镜在第m次旋转后的反射角度，且m＝N；

<7>通过基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系，两光路的待测张角Δξ满足以下关系：

当平面镜总数为偶数时，通过对两侧平面镜在同一个笛卡尔坐标系下的角度各自进行求和，之后把两侧的角度做差值并乘上数值两倍便是待测张角Δξ；当平面镜总数为奇数时，通过对两侧平面镜在同一个笛卡尔坐标系下的角度各自进行求和，之后把两侧的角度做差值并加上最后一块平面镜的反射角，再乘上数值两倍并取该角度的补角便是待测张角Δξ。

若任选光路A两侧各一块平面镜作为一对平面镜，第一对平面镜之间的夹角为ξ₁，第二对平面镜之间的夹角为ξ₂，……，第M对平面镜之间的夹角为ξ_M。

两光路的待测张角Δξ满足以下关系：

当平面镜总数为偶数时，通过对每对平面镜的夹角进行求和，之后乘上数值两倍便是待测张角Δξ；当平面镜总数为奇数时，通过对每对平面镜的夹角进行求和并加上最后一块平面镜的反射角，之后乘上数值两倍并取该角度的补角便是待测张角Δξ。

本发明的技术效果如下：

本发明是对两光路进行关联运算，通过旋转光路B中的平面镜模块组从而获得相应的光强序列，并使其与光路A中的光强序列进行强度关联。当使得两光路的二阶相关度最大时，记录下此刻平面镜模块组的角度信息，利用基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系，最终得到两光路的待测张角信息，本发明具备高精度角位置探测的优势。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提出了一种脉冲星的高精度角位置测量方法，对于光源不同张角的测量具有普遍适用性，具有部件少、实现方便、结构设计合理的特点。

2、本发明由角度的直接探测转为寻找二阶相关度最大时所对应的平面镜模块组的角度，从而实现两光路待测张角的探测，这提升了待测张角的测量精度。

3、本发明通过旋转平面镜模块组来实现两光路的强度关联，避免了两金属孔屏实现两光路的强度关联方案中，因对金属孔屏要求过高而导致实验条件过于严苛的问题。

4、本发明在坐标系方面，平面镜模块组中任何一对平面镜彼此之间无需处于相同坐标系，只需在每一对平面镜中两块平面镜保持相同坐标系即可。

附图说明

图1是本发明基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的光路示意图。

图2是固定平台上的位置关系。O为单像素探测器相对于金属孔屏的投影点，平面镜模块组、金属孔屏与单像素探测器均安置在固定平台上，其中所述的平面镜模块组可转动。

图3是位于金属孔屏的光场经过自由传播到单像素探测器位置所在平面上仿真的光强分布图，其中单像素探测器所在的位置在图中以黑色框框出。其中，(a)为光路A中位于单像素探测器面的光强分布图，(b)为光路B中与光路A在单像素探测器位置处夹角为0°的情况，(c)为光路B中与光路A在单像素探测器位置处夹角为0.0573°的情况。

图4是基于图3关于两路光的关联图。其中，(a)为光路B与光路A在单像素探测器位置处夹角为0.0573°的情况，(b)为光路B与光路A在单像素探测器位置处夹角为0°的情况。

图5是本发明基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系示意图，省略了单像素探测器的位置，且对于平面镜模块组只展示了两块平面镜的情况。

图6是关于平面镜模块组的几何关系图。其中，(a)两块平面镜的几何关系图。(b)三块平面镜的几何关系图。(c)四块平面镜的几何关系图。

图中：1：待测脉冲星，2：平面镜模块组，3：金属孔屏，4：单像素探测器，5：计算机，6：固定平台，O：待测脉冲星，A₁B₁：第一平面镜，A₂B₂：第二平面镜，K：金属孔屏。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本发明基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法，如图1所示，包括待测脉冲星1、平面镜模块组2、金属孔屏3、单像素探测器4和计算机5。所述的金属孔屏3的光强度信息被所述的单像素探测器4接收记录。所述的计算机5与单像素探测器4的输出端相连，具有对采集到的光强序列进行关联运算的程序。

固定平台6上的位置关系如图2所示，O为单像素探测器4相对于金属孔屏3的投影点，平面镜模块组2、金属孔屏3与单像素探测器4均固定在固定平台6上，其中所述的平面镜模块组2可转动；

利用本实施例的基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统及方法，该方法在实验上利用X光进行实验，以平面镜模块组只包含两块平面镜为例，包括以下步骤：

<1>选择单像素探测器4，满足如下公式：

式中，l为单像素探测器的直径，λ为待测脉冲星1发射的光的波长，d为金属孔屏到单像素探测器的距离，a为金属孔屏在固定平台上的长度；

调节所述的金属孔屏3、所述的单像素探测器4与所述的待测脉冲星1同轴；

在本实施例中所述的单像素探测器4距离所述的金属孔屏3的距离d为0.1米；每一块平面镜的长度均为0.1米；

<2>所述的单像素探测器4曝光k次，获得光路A光强序列

光路A的光强序列保存于所述的计算机5中，且之后光路A的光强序列不再做采集，光路A光强序列

的平均值为

旋转两平面镜获得在两平面镜起始夹角为θ₀下，θ₀＝|θ₀₁-θ₀₂|，θ₀₁为第一平面镜在此刻笛卡尔坐标系下的角度，θ₀₂为第二平面镜在此刻笛卡尔坐标系下的角度，光路B起始光强序列

并将光路B起始光强序列

和光路A光强序列

进行关联运算，得到在起始角度下关联成像序列中的强度关联分布

<3>计算第m次，m＝0,......,N，N为旋转的总次数，光路B光强序列

的平均值

计算光路A光强序列和光路B光强序列的强度关联分布平均值

<4>计算二阶强度关联值，公式如下：

<5>将所述的固定平台6上第一平面镜和第二平面镜旋转下一夹角θ后，θ＝|Δθ₁-Δθ₂|，Δθ₁为第一平面镜相对于上一角度在笛卡尔坐标系下旋转的角度增量，Δθ₂为第二平面镜相对于上一角度在笛卡尔坐标系下旋转的角度增量，对所述的单像素探测器4进行k次曝光，分别记录下第m次旋转后，θ_m＝θ₀+mθ，光路B第m次光强序列

并将光路B第m次光强序列

和光路A光强序列

进行关联运算，得到在第m次角度下关联成像序列中的强度关联分布

<6>重复步骤<3>、<4>、<5>，获得多组二阶强度关联值，直到出现二阶强度关联值的峰值为止。在本实施例中把处于二阶强度关联值的峰值时对应的角度θ_N＝0°，相对角度θ_g范围从-(0.0573)°到0°，每一次旋转(1×10^-4)°。图3中左图为光路B与光路A在单像素探测器位置处夹角θ_g为-(0.0573)°的情况，右图为光路B与光路A在单像素探测器位置处夹角θ_g为0°的情况，其中单像素探测器所在的位置在图中以黑色框框出。图4为基于图3得到的两路光场的关联图，右图中央峰值点处为单像素探测器相对于金属孔屏所在的位置。在角位置移动的过程中，单像素探测器的位置不变，由左图可见二阶相关度峰值点与右图相比不在同一位置上，故两光路的关联光强值在不同角位置处是不一样的。记录下二阶强度关联值处于峰值位置时，第一平面镜在笛卡尔坐标系下的角度θ_m1和第二平面镜在笛卡尔坐标系下的角度θ_m2，且m＝N；

<7>通过基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系图如图5所示，从而确定两光路的待测张角大小。对于平面镜而言，当掠射角度大于1°时，平面镜便不能够对X射线实现全反射，此时光通量损失非常大，因此在基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系图中，入射光线的临界角度取1°。取两平面镜的位置关系O'N为1米，O'F为0.0349米，第二平面镜到金属孔屏的距离FK约10米，整个固定平台长度不超过15米。在基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系图中，做辅助线CD和EF，EF为∠MFK的角平分线，辅助线CD满足如下关系：

OK//CD

其中，OK为光路A的轨迹。

光路A到金属孔屏3与光路B中从第二平面镜出射的光线FK的夹角∠MKF＝θ_g。当光路B与光路A在单像素探测器位置处夹角θ_g为0°的情况时，此时第一平面镜在笛卡尔坐标系下的角度信息为θ_m1，以及第二平面镜在笛卡尔坐标系下的角度信息为θ_m2，两平面镜在笛卡尔坐标系下的夹角θ_m满足如下关系：

θ_m＝|θ_m1-θ_m2|

由工程光学的双平面镜的分析可知，两光路的待测张角满足以下关系：

∠NOK＝Δξ＝2|θ_m1-θ_m2|

因此待测脉冲星发射的两束光的张角∠NOK等于第一平面镜在笛卡尔坐标系下的角度θ_m1以及第二平面镜在笛卡尔坐标系下的角度θ_m2的差值的两倍。

对于所述的平面镜模块组(2)中有多块平面镜的情况，我们基于图5的虚线框部分做以下推论：

图6展示了关于平面镜模块组的几何关系图。(a)为两块平面镜的情况，第一平面镜的入射角为I₁，第二平面镜的入射角为I₂。由图上几何关系可知，两平面镜的夹角为θ_m，同时第一平面镜法线M₁N₁与第二平面镜法线M₂N₂的夹角也为θ_m，满足θ_m＝I₁-I₂。而图中入射光线与最终出射光线的夹角Δξ满足以下几何关系：

Δξ＝2I₁-2I₂＝2|I₁-I₂|＝2θ_m

(b)为三块平面镜的情况，第一平面镜的入射角为I₁，第二平面镜的入射角为I₂，第三平面镜的入射角为I₃。入射光线与第二平面镜出射光线的夹角为γ，满足γ＝2|I₁-I₂|，由(a)中的结论可知γ为第一平面镜与第二平面镜夹角的两倍。图中入射光线与最终出射光线的夹角Δξ满足以下几何关系：

Δξ＝180°-γ-2I₃＝180°-2|I₁-I₂|-2I₃

(c)为四块平面镜的情况，第一平面镜的入射角为I₁，第二平面镜的入射角为I₂，第三平面镜的入射角为I₃，第四平面镜的入射角为I₄。入射光线与第三平面镜出射光线的夹角为γ，满足γ＝180°-2|I₁-I₂|-2I₃，由(b)中的结论可知γ为第一平面镜与第二平面镜夹角以及第三块平面镜入射角之和的两倍的补角。图中入射光线与最终出射光线的夹角Δξ满足以下几何关系：

Δξ＝180°-γ-2I₄＝2|I₁+I₃-I₂-I₄|

由(c)中的结论可知，若把两块异侧不重复的平面镜看做为一对平面镜，则入射光线与最终出射光线的夹角Δξ为两对平面镜夹角之和的两倍。

由数学归纳法可知，若有s块平面镜，入射光线与第s-1块平面镜出射光线的夹角为γ，第s块平面镜的入射角为I_s，则入射光线与最终出射光线的夹角Δξ满足以下几何关系：

Δξ＝180°-γ-2I_s

进而对奇数块和偶数块平面镜而言，入射光线与最终出射光线的夹角Δξ满足以下几何关系：

若把两块异侧不重复的平面镜看做为一对平面镜，第一对平面镜之间的夹角为ξ₁，第二对平面镜之间的夹角为ξ₂，……，第M对平面镜之间的夹角为ξ_M。则入射光线与最终出射光线的夹角Δξ满足以下几何关系：

当平面镜总数为偶数时，通过对每对平面镜的夹角进行求和，之后乘上数值两倍便是待测张角Δξ；当平面镜总数为奇数时，通过对每对平面镜的夹角进行求和并加上最后一块平面镜的反射角，之后乘上数值两倍并取该角度的补角便是待测张角Δξ。

Claims (4)

1.一种基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统，特征在于其构成包括平面镜模块组(2)、金属孔屏(3)、单像素探测器(4)、计算机(5)和固定平台(6)；所述的平面镜模块组(2)、金属孔屏(3)和单像素探测器(4)均固定在所述的固定平台(6)上，且所述的平面镜模块组(2)可转动；

所述的待测脉冲星(1)发出的光直接经过所述的金属孔屏(3)和所述的单像素探测器(4)作为光路A；

所述的待测脉冲星(1)发出的光经过所述的平面镜模块组(2)、所述的金属孔屏(3)和所述的单像素探测器(4)作为光路B；

所述的金属孔屏(3)到所述的单像素探测器(4)的距离为d；

所述的计算机(5)的输入端与所述的单像素探测器(4)的输出端相连，所述的计算机(5)具有对采集到的光强序列进行关联运算的程序。

2.根据权利要求1所述的基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量装置及方法，其特征在于所述的待测脉冲星(1)发射X射线，所述的平面镜模块组(2)由s块平面镜组成，且s≥2。

3.利用权利要求1所述的基于光场高阶关联的空间角度测量方法，其特征在于该测量方法包括以下步骤：

<1>选择单像素探测器(4)，满足如下公式：

式中，l为单像素探测器的直径，λ为待测脉冲星(1)发射的光的波长，d为金属孔屏到单像素探测器的距离，a为金属孔屏在固定平台上的长度；

调节金属孔屏(3)、所述的单像素探测器(4)与所述的待测脉冲星(1)同轴；

<2>单像素探测器(4)曝光k次，获得光路A光强序列

并保存在计算机(5)中，计算光路A光强序列

的平均值为

旋转平面镜模块组获得平面镜模块组在起始角度为θ₀下，光路B起始角度光强序列

θ₀₁为所述的平面镜模块组(2)中第一块平面镜在起始角度中笛卡尔坐标系下的角度，θ₀₂为所述的平面镜模块组(2)中第二块平面镜在起始角度中笛卡尔坐标系下的角度，……，θ_0s为所述的平面镜模块组(2)中第s块平面镜在起始角度中笛卡尔坐标系下的角度，且第s块平面镜在起始角度中的反射角I_0s；

将光路B起始光强序列

和光路A光强序列

进行关联运算，得到在起始角度下关联成像序列中的强度关联分布

<3>计算第m次，m＝0,......,N，N为平面镜模块组旋转的总次数，光路B光强序列

的平均值

计算光路A光强序列和光路B光强序列的强度关联分布平均值

<4>计算二阶强度关联值，公式如下：

<5>将固定平台(6)上平面镜模块组(2)中每块平面镜旋转下一夹角θ后，对所述的单像素探测器(4)进行k次曝光，分别记录下第m次旋转后，θ_m＝θ₀+mθ，光路B第m次光强序列

则θ_m1为所述的平面镜模块组(2)中第一块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，θ_m2为所述的平面镜模块组(2)中第二块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，直到θ_ms为所述的平面镜模块组(2)中第s块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，角度I_ms为第s块平面镜在第m次旋转后的反射角度；将光路B第m次光强序列

和光路A光强序列

进行关联运算，得到在第m次角度下关联成像序列中的强度关联分布

<6>重复步骤<3>、<4>、<5>，获得多组二阶强度关联值，直到出现二阶强度关联值的峰值为止，记录下此刻在笛卡尔坐标系下所述的平面镜模块组(2)中各平面镜的旋转角度，此时θ_m1为所述的平面镜模块组(2)中第一块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，θ_m2为所述的平面镜模块组(2)中第二块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，直到θ_ms为所述的平面镜模块组(2)中第s块平面镜在第m次旋转后笛卡尔坐标系下的角度，角度I_ms为第s块平面镜在第m次旋转后的反射角度，且m＝N；

<7>通过基于蛇形光路的星体角位置强度关联测量系统的几何关系，两光路的待测张角Δξ满足以下关系：

当s为偶数时，通过对光路A两侧的平面镜在同一个笛卡尔坐标系下的角度各自进行求和，之后把两侧的角度做差值并乘上数值两倍便是待测张角Δξ；

当s为奇数时，通过对光路A两侧的平面镜在同一个笛卡尔坐标系下的角度各自进行求和，之后把两侧的角度做差值并加上最后一块平面镜的反射角，再乘上数值两倍并取该角度的补角便是待测张角Δξ。

4.利用权利要求3所述的基于光场高阶关联的空间角度测量方法，其中步骤<7>也可以任选光路A两侧各一块平面镜作为一对平面镜，且平面镜不重复，第一对平面镜之间的夹角为ξ₁，第二对平面镜之间的夹角为ξ₂，……，第M对平面镜之间的夹角为ξ_M；

光路A与光路B的待测张角Δξ满足以下关系：

当平面镜总数为偶数时，通过对每对平面镜的夹角进行求和，之后乘上数值两倍便是待测张角Δξ；当平面镜总数为奇数时，通过对每对平面镜的夹角进行求和并加上最后一块平面镜的反射角，之后乘上数值两倍并取该角度的补角便是待测张角Δξ。

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