JPH04306612A - 望遠鏡制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、望遠鏡の指向制御を
行う望遠鏡制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の望遠鏡制御装置を示すブロ
ック図である。図において、１は観測される星の軌道計
算を行う軌道計算部、３は大型望遠鏡（光学望遠鏡や電
波望遠鏡、以下、望遠鏡という。）３０に与えられた角
度指令と実際の望遠鏡３０の角度との誤差を検出する指
向誤差検出部、４は器差仮定式Ａの補正パラメータを算
出する第１の補正式算出部、５は器差仮定式Ａが設定さ
れた第１の補正式部、９は軌道計算部１が出力した角度
指令と第１の補正式部５が出力した第１の補正値とを加
算する加算器、１４は軌道計算部１の出力と加算器９の
出力とのいずれか一方を出力する選択器、２３は望遠鏡
制御装置（以下、制御装置という）。４０は器差補正の
ために観測される星である。

【０００３】また、図６（ａ）は第１の補正パラメータ
を算出する際の制御装置２３の動作を説明するためのブ
ロック図、図６（ｂ）は実際の観測時の動作を説明する
ためのブロック図である。

【０００４】次に動作について説明する。制御装置２３
は、所定の期間ごとに、観測時の角度指令を補正するた
めに用いる器差仮定式Ａの補正パラメータを算出する。 すなわち、まず、軌道計算部１は、所定の星４０の軌道
計算を行い、その軌道に応じたアジマス・エレベーショ
ン角度（ＡＺ，ＥＬ角度）を指令値として出力する。こ
こで、選択器１４は軌道計算部１の出力を選択するよう
に設定され、その結果、指令値が望遠鏡３０に与えられ
る（図６（ａ）における星の軌道計算１Ａ）。

【０００５】指向誤差検出部３は、軌道計算部１が算出
した星４０の計算位置と望遠鏡３０による観測位置との
誤差、すなわち指令値と現実の望遠鏡の角度との誤差（
指向誤差）を検出する（図６（ａ）における指向誤差の
検出３Ａ）。そして、第１の補正式検出部４は、その星
の軌道上の多数の離散的な位置と計算位置との差を用い
て最小自乗法等により器差仮定式Ａの補正パラメータを
算出する（図６（ａ）における器差仮定式Ａのパラメー
タ算出４Ａ）。算出された補正パラメータは、第１の補
正式部５に与えられる。

【０００６】以上のようにして、観測の準備が完了した
ことになる。実際に星を観測するにあたっては、軌道計
算部１は、観測対象となる星の軌道計算を行い、その軌
道に応じたＡＺ，ＥＬ角度を指令値として出力する（図
６（ｂ）における観測する星の軌道計算１Ｃ）。そして
、第１の補正式部５は、補正パラメータを用いた器差仮
定式Ａを用いてＡＺ，ＥＬ指令値に応じた補正値△ＡＺ
，△ＥＬを出力する（図６（ｂ）における器差仮定式Ａ
（５Ａ））。加算器９は、ＡＺ，ＥＬ指令値と補正値△
ＡＺ，△ＥＬとを加算して、補正後の指令値を出力する
。このとき選択器１４は加算器９の出力を選択するよう
に設定され、その結果、補正後の指令値が望遠鏡３０に
与えられる。このようにして、望遠鏡３０の指向精度を
向上させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の望遠鏡制御装置
は以上のように構成されているので、器差仮定式の補正
パラメータを算出するために多数の観測データを必要と
する。一方、星の日周運動は非常に遅いために、望遠鏡
３０の全ストローク（例えばＡＺは±２４０°、ＥＬは
０°〜９５°）に対応する全データを採集するには二晩
から三晩かかり時間と人手がかかる。よって、図６（ａ
）に示す器差補正を日常的に行うことはできず、数ケ月
に１回などの割で実行されている。

【０００８】その結果、ある観測準備処理と次回の観測
準備処理との間に生ずる日常的な気温の変化や望遠鏡本
体の変形、あるいは望遠鏡３０を支持するための基礎（
図示せず）の温度分布の変化や地盤沈下などにより、望
遠鏡３０を支持している架台の変形や望遠鏡設置場所の
緯度経度の変化などが生じ、指向精度の劣化を招くとい
う課題があった。

【０００９】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、機械および大地の短期的変形を補
正でき、高い指向精度を保つことができるとともに器差
補正が容易にできる望遠鏡制御装置を得ることを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
ける望遠鏡制御装置は、観測対象となる星の軌道計算を
行って計算結果に応じた角度指令を出力する軌道計算部
と、望遠鏡に与えられた角度指令とその角度指令に応じ
て設定された望遠鏡の実際の設定角度との誤差を検出す
る指向誤差検出部と、軌道計算部が望遠鏡に与えた角度
指令に関する指令誤差検出部の検出値に応じて第１の補
正式を決定する第１の補正式算出部と、観測を行う場合
に、軌道計算部が出力した角度指令を第１の補正式に従
った補正値に応じて補正する第１の補正部とを備えたも
のにおいて、複数の星の現在位置を算出して算出結果に
応じた角度指令を出力する現在位置計算部と、現在位置
計算部が第１の補正部を介して望遠鏡に与えた角度指令
に関する指向誤差検出部の検出値に応じて第２の補正式
を決定する第２の補正式算出部と、観測を行う場合に、
第１の補正部の出力を第２の補正式による補正値で補正
して望遠鏡に与える第２の補正部とを備えたものである
。

【００１１】また、請求項２記載の発明に係る望遠鏡制
御装置は、請求項１記載の発明に係る望遠鏡制御装置に
加えて、複数の星を選択して選択結果を現在位置計算部
に与える星選択部を備えたものである。

【００１２】そして、請求項３記載の発明に係る望遠鏡
制御装置は、請求項２記載の発明に係る望遠鏡制御装置
に加えて、複数の星に関する角度指令の送出順を定める
星観測順決定部を備えたものである。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明における第２の補正式算出
部は、複数の星について望遠鏡に与えられた角度指令と
その指令に対して設定された実際の角度との誤差を次々
に入力し、短時間で器差補正の補正式を決定する。

【００１４】また、請求項２記載の発明における星選択
部は、自動的に位置の異なる複数の星を次々に選択し、
それらを現在位置計算部に与える。

【００１５】そして、請求項３記載の発明における星観
測順決定部は、選択された星の観測順序を効率的に決定
することを可能にし、第２の補正式を決定する際の処理
をより短時間で済ませるように作用する。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、２は星４０ａ〜４０ｅの現在位置
を算出する現在位置検出部、６は器差仮定式Ｂの補正パ
ラメータを算出する第２の補正式算出部、７は器差仮定
式Ｂが設定された第２の補正式部、８は軌道計算部１の
出力と現在位置計算部２の出力とのいずれか一方を出力
する第１の選択器、９は第１の補正式部５の出力と第１
の選択器８の出力とを加算する第１の加算器、１０は第
２の補正式部７の出力と第１の加算器９の出力とを加算
する第２の加算器、１１は軌道計算部１の出力、第１の
加算器９の出力または第２の加算器１０の出力を選択出
力する第２の選択器、２０は制御装置である。その他の
ものは同一符号を付して図５に示したものと同一のもの
である。

【００１７】なお、第１の補正部は第１の補正式部５お
よび第１の加算部９で構成され、第２の補正部は第２の
補正式部６および第２の加算器１０で構成される。また
、ここで、第１の穂正式とは第１の補正パラメータを用
いる器差仮定式Ａであり、第２の補正式とは第２の補正
パラメータを用いる器差仮定式Ｂである。

【００１８】図２（ａ）は第２の補正パラメータを算出
する際の制御装置２０の動作を説明するためのブロック
図、図２（ｂ）は実際の観測時の動作を説明するための
ブロック図である。

【００１９】次に動作について説明する。制御装置２０
は、従来の場合と同様に、所定の期間ごとに、器差仮定
式Ａの補正パラメータを算出し、その補正パラメータ（
第１の補正パラメータ）は、第１の補正式部５に与えら
れる。

【００２０】この場合には、さらに、器差仮定式Ｂの補
正パラメータの算出を行う。すなわち、まず、現在位置
計算部２は、器差補正のための観測用となる複数の星４
０ａ〜４０ｅの現在位置を算出し、１つ目の星４０ａに
ついてのＡＺ，ＥＬ指令値を出力する（（図２（ａ）に
おける星の現在位置の計算１Ｂ）。このとき、第１の選
択器８は現在位置計算部２の出力を選択するように設定
され、ＡＺ，ＥＬ指令値は第１の加算器９に入力する。 一方、ＡＺ，ＥＬ指令値は第１の補正式部５にも入力す
る。よって、第１の補正式部５からＡＺ，ＥＬ指令値に
応じた補正値△ＡＺ１，△ＥＬ１が第１の加算器９に対
して出力される（図２（ａ）における器差仮定式Ａ（５
Ａ））。

【００２１】このとき、第２の選択器１１は、第１の加
算器９の出力を選択するように設定される。よって、第
１の補正パラメータを用いた器差仮定式Ａによって補正
されたＡＺ，ＥＬ指令値が望遠鏡に与えられる。指向誤
差検出部３は、現在位置計算部２が算出した星４０ａの
計算位置と望遠鏡３０による観測位置との誤差（指向誤
差）を算出する（図２（ａ）において指向誤差の検出３
Ｂ）。さらに、他の星４０ｂ〜４０ｅについて同様の処
理がなされ、結局、全ての星４０ａ〜４０ｅについての
指向誤差が得られる。そして、それらの指向誤差は、第
２の補正式算出部６に与えられる。

【００２２】第２の補正式算出部６は、それらの指向誤
差から器差仮定式Ｂの補正パラメータ（第２の補正パラ
メータ）を算出する（図２（ａ）における器差仮定式Ｂ
のパラメータ算出６Ｂ）。そして、第２の補正パラメー
タは、第２の補正式部７に与えられる。以上のようにし
て観測の準備が完了したことになる。

【００２３】実際に星を観測するにあたっては、軌道計
算部１は、観測対象となる星の軌道計算を行い、その軌
道に応じたＡＺ、ＥＬ指令値を出力する（図２（ｂ）に
おける観測する星の軌道計算１Ｃ）。そして、第１の補
正式部５は、第１の補正パラメータを用いた器差仮定式
Ａを用いてＡＺ，ＥＬ指令値に応じた第１の補正値△Ａ
Ｚ１，△ＥＬ１を出力する（図２（ｂ）における器差仮
定式Ａ（５Ａ））。ここで、第１の選択器８は、軌道計
算部１の出力を選択するように設定される。よって、第
１の加算器９は、ＡＺ，ＥＬ指令値と第１の補正値△Ａ
Ｚ１，△ＥＬ１とを加算して出力する。

【００２４】一方、第２の補正式部７は、第２の補正パ
ラメータを用いた器差仮定式Ｂを用いてＡＺ，ＥＬ指令
値に応じた第２の補正値△ＡＺ２，△ＥＬ２を出力する
（図２（ｂ）における器差仮定式Ｂ（７Ｂ））。よって
第２の加算器１０は、ＡＺ，ＥＬ指令値、第１の補正値
△ＡＺ，△ＥＬ１および第２の補正値△ＡＺ２，△ＥＬ
２が加算された補正後のＡＺ，ＥＬ指令値を出力する。 ここで、第２の選択器１１は、第２の加算器１０の出力
を選択するように設定される。よって、望遠鏡３０には
、第１の補正値△ＡＺ１，△ＥＬ１および第２の補正値
△ＡＺ２，△ＥＬ指令値が与えられる。

【００２５】図２（ａ）に示す器差補正のための処理は
、図６（ａ）に示す器差補正のための処理のような、あ
る星の日周運動を追跡して行うとは違って、その時点の
複数の星の位置にもとづいて行うので、短時間で完了す
ることが可能である。従って、例えば、毎日、実際の観
測に適さない夕暮れ時などに行うようにすることが可能
になり、短期的な器差をも補正することができる。

【００２６】図３は、器差補正時の観測対象となる星４
０ａ〜４０ｅを自動的に選定する星選択部１２を設けた
制御装置２１を示したものである。この場合には、器差
補正時に、星選択部１２は、明るく観測に適した星（例
えば、月や太陽などが望遠鏡３０の視野に存在しないよ
うな位置にあるもの）を複数個選定し、選定された星を
現在位置計算部２に与える。このようにすれば、人手を
介さずに観測対象となる星を選定でき、より効率的に器
差補正を行うことができる。

【００２７】図４は、器差補正時の観測対象となる星４
０ａ〜４０ｅについて観測順序を定める星観測順決定部
１３をさらに設けた制御装置２２を示したものである。 この場合には、星観測順決定部１３は、ある星に望遠鏡
３０が指向して指向誤差が検出され、次の星に望遠鏡３
０が指向するにあたって最も移動量が小さくなるように
、観測順序を決定する。このようにすれば、図２（ａ）
に示す器差補正に要する時間がより短縮される。

【００２８】なお、ここで用いられる望遠鏡３０は、光
学望遠鏡の他、赤外望遠鏡や電波望遠鏡などであっても
よい。また、上記実施例では、図２（ａ）に示す器差補
正が実際の観測前に行われる場合について説明したが、
観測中に実行することも可能である。

【００２９】以上のように、請求項１記載の発明によれ
ば、制御装置を、従来の器差補正に加えて、複数の星の
現在位置についての望遠鏡の指向誤差にもとづいて第２
の補正式を定め、その第２の補正式による補正値も角度
指令の補正に用いるように構成したので、機械および大
地の短期的変形をも補正でき、望遠鏡の指向精度を高く
維持できるものが得られる効果がある。

【００３０】また、請求項２記載の発明によれば制御装
置を、さらに、複数の星を自動的に選定するように構成
したので、器差補正にあたって人手を省くことができ、
より効率的に器差補正が行えるものが得られる効果があ
る。

【００３１】さらに、請求項３記載の発明によれば制御
装置を、さらに、複数の星の観測順序を自動的に設定す
るように構成したので、器差補正に要する時間をより短
縮することができるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による望遠鏡制御装置を示
すブロック図である。

【図２】器差補正時の動作と実際の観測時の動作とを説
明するためのブロック図である。

【図３】この発明の他の実施例による望遠鏡制御装置を
示すブロック図である。

【図４】この発明のさらに他の実施例による望遠鏡制御
装置を示すブロック図である。

【図５】従来の望遠鏡制御装置を示すブロック図である
。

【図６】従来の器差補正時の動作と実際の観測時の動作
とを説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１　　　　軌道計算部 ２　　　　現在位置計算部 ３　　　　指向誤差検出部 ４　　　　第１の補正式算出部 ５　　　　第１の補正式部（第１の補正部）６　　　　
第２の補正式算出部 ７　　　　第２の補正式部（第２の補正部）９　　　　
第１の加算器（第１の補正部）１０　　第２の加算器（
第２の補正部）１２　　星選択部 １３　　星観測順決定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　観測対象となる星の軌道計算を行って
   計算結果に応じた角度指令を出力する軌道計算部と、望
   遠鏡に与えられた角度指令とその角度指令に応じて設定
   された前記望遠鏡の実際の設定角度との誤差を検出する
   指向誤差検出部と、前記軌道計算部が前記望遠鏡に与え
   た角度指令に関する前記指向誤差検出部の検出値に応じ
   て第１の補正式を決定する第１の補正式算出部と、観測
   を行う場合に、前記軌道計算部が出力した角度指令を前
   記第１の補正式に従った補正値で補正する第１の補正部
   とを備えた望遠鏡制御装置において、複数の星の現在位
   置を算出して算出結果に応じた角度指令を出力する現在
   位置計算部と、前記現在位置計算部が前記第１の補正部
   を介して前記望遠鏡に与えた角度指令に関する前記指向
   誤差検出部の検出値に応じて第２の補正式を決定する第
   ２の補正式算出部と、観測を行う場合に、前記第１の補
   正部の出力を前記第２の補正式による補正値で補正して
   前記望遠鏡に与える第２の補正部とを備えたことを特徴
   とする望遠鏡制御装置。
2. 【請求項２】　　複数の星を選択して選択結果を現在位
   置計算部に与える星選択部を備えた請求項２記載の望遠
   鏡制御装置。
3. 【請求項３】　　複数の星に関する角度指令の送出順を
   定める星観測順決定部を備えた請求項２記載の望遠鏡制
   御装置。