太阳望远镜的高精度导行跟踪方法研究PPT课件

1、太阳望远镜的高精度导行（跟踪）方法研究 报告人：郭晶晶、佟立越、陈垂裕报告人：郭晶晶、佟立越、陈垂裕 指导老师：邓元勇（研究员）指导老师：邓元勇（研究员） 林佳本（高级工程师）林佳本（高级工程师） （国家天文台怀柔太阳观测基地）（国家天文台怀柔太阳观测基地）太阳活动太阳活动(日冕、日冕、CME、磁场等、磁场等)观测已经进入了极高分辨率观测已经进入了极高分辨率的观测时代。现代太阳望远镜必须要具备的观测时代。现代太阳望远镜必须要具备高速度、高精度、高速度、高精度、高性能高性能的指向、导行的指向、导行(跟踪跟踪)、消旋、调焦等功能。、消旋、调焦等功能。影响太阳望远镜的跟踪精度的因素主要有：影响太阳望

2、远镜的跟踪精度的因素主要有：1、位置传感器位置传感器的精度限制的精度限制2、观测环境观测环境(温度、湿度、风速、地基的微震温度、湿度、风速、地基的微震)的波动。的波动。3、仪器载荷仪器载荷本身的本身的(控制、支撑、传动、控制、支撑、传动、CCD成像等成像等)系统误差、系统误差、(光光学系统的几何畸变等学系统的几何畸变等)变化。变化。研究背景研究背景报告内容一、基于全日面H像的高精度导行方法二、我们面临的问题与挑战三、AI能否为望远镜导行(跟踪)带来新的机遇一、基于全日面一、基于全日面HH像的高精度导行方法像的高精度导行方法光电导行光电导行线阵探测器导线阵探测器导行行面阵探测器导面阵探测器导行行

3、太阳光学望远镜的导行方法经历了点太阳光学望远镜的导行方法经历了点线线面的辩面的辩证发展历程证发展历程 历史发展进程介绍导行依据的分析：导行依据的分析：太阳望远镜自动导行中，只有偏差值计算准确，才能进太阳望远镜自动导行中，只有偏差值计算准确，才能进行高精度导行。采用主光路的太阳像作为依据。太阳像行高精度导行。采用主光路的太阳像作为依据。太阳像几近圆形，太阳质心的变动作为判断标准。几近圆形，太阳质心的变动作为判断标准。计算太阳质心算法的分析：计算太阳质心算法的分析：本文对本文对12131213张张H H太阳像，采用亮度均值系数法、太阳像，采用亮度均值系数法、OSTUOSTU、拟合圆三种方法进行了对

4、比，质心位置走势一致，因此，拟合圆三种方法进行了对比，质心位置走势一致，因此，计算质心的算法对高进度自动导行系统影响很小。计算质心的算法对高进度自动导行系统影响很小。一、基于全日面一、基于全日面HH像的高精度导行方法像的高精度导行方法高精度自动导行算法的分析一、基于全日面一、基于全日面HH像的高精度导行方法像的高精度导行方法多重逻辑闭环控制策略控制策略设计考虑因素控制策略设计考虑因素由于天气不佳（如有云遮挡太由于天气不佳（如有云遮挡太阳）、望远镜跟踪过程中有一部阳）、望远镜跟踪过程中有一部分太阳像偏出视场等环境下，太分太阳像偏出视场等环境下，太阳像质心的计算便会出现偏差，阳像质心的计算便会出现

5、偏差，很容易使望远镜出现误动作损坏很容易使望远镜出现误动作损坏设备设备。一、基于全日面一、基于全日面HH像的高精度导行方法像的高精度导行方法导行应用怀柔太阳观测基地测试结果一、基于全日面一、基于全日面HH像的高精度导行方法像的高精度导行方法存在的问题导行的控制策略比较严格，导行的控制策略比较严格，太阳像需太阳像需要完全在视场中才能够进行导行要完全在视场中才能够进行导行，稍，稍微出视场，导行便失去作用，需要微出视场，导行便失去作用，需要手手动调整动调整望远镜使太阳像完全在视场中望远镜使太阳像完全在视场中二、我们面临的新挑战二、我们面临的问题与挑战二、我们面临的问题与挑战1、 “ “ 先进天基太阳

6、天文台先进天基太阳天文台” ” ( (ASO-SASO-S) ) 载荷载荷FMGFMG原理原理样机试观测面临着导行跟踪精度不够的问题样机试观测面临着导行跟踪精度不够的问题2 2、“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统” ” (AIMS)(AIMS)高分辨率磁场观测对导行（跟踪）提出的高精高分辨率磁场观测对导行（跟踪）提出的高精度自主控制要求度自主控制要求1、 “ “ 先进天基太阳天文台先进天基太阳天文台” ” ( (ASO-SASO-S) ) 载荷载荷FMGFMG原原理样机试观测面临的导行问题理样机试观测面临的导行问题传传统统滤滤光光器器液液晶晶滤滤光光器器跟踪精度需求跟踪精度需求 1”（rms）望远镜望远镜 ：TAKAHASHI FS-60CB D=60mm F=355mm 相机相机：Imaging Source DFK33GP006 Resolution 25921944Pixel size H:2.2m V:2.2m2 2、“用于太阳磁场精确测量用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统的中红外观测系统” ” (AIMS)(AIMS)高分辨率磁场观测对导行高分辨率磁场观测对导行（跟踪）提出的高精度自主（跟踪）提出的高精度自主控制要求控制要求三、三、AIAI能否为望远镜导行能否为望远镜导行(