【摘要】：一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡(New Vacuum Solar Telescope,簡(jiǎn)稱NVST)是一臺(tái)口徑為1米的地平式真空太陽望遠(yuǎn)鏡,終端配備五通道高分辨率成像系統(tǒng)、多波段光譜儀、大色散光譜儀以及高分辨率二維磁像儀,其中高分辨率成像系統(tǒng)于2010年投入常規(guī)觀測(cè),其它系統(tǒng)還在完善和研發(fā)中。NVST是一臺(tái)綜合性的太陽觀測(cè)儀器,一邊在執(zhí)行著繁忙的觀測(cè)任務(wù),一邊在發(fā)展著更新的太陽觀測(cè)技術(shù),因此,提高NVST的各方面的性能,充分發(fā)揮其使用效率是非常必要的。然而,像NVST這樣一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),系統(tǒng)性能和效率受到多方面因素的影響,雖然NVST已投入使用多年,但系統(tǒng)各項(xiàng)性能仍需要不斷完善。本論文正是在這種背景下開展的研究工作,擬在NVST多通高分辨率成像系統(tǒng)的預(yù)留通道中研制一個(gè)控制終端,解決NVST的焦點(diǎn)自動(dòng)探測(cè)、長時(shí)間跟蹤誤差和隨機(jī)風(fēng)載引起的圖像晃動(dòng),這三個(gè)問題的解決,可以實(shí)時(shí)地為NVST提供準(zhǔn)確的焦點(diǎn)、提高跟蹤精度和圖像的穩(wěn)定性。NVST的焦點(diǎn)探測(cè)、長時(shí)間跟蹤誤差和隨機(jī)風(fēng)載引起的圖像晃動(dòng)已經(jīng)有了可行的解決方法,但要將它們?cè)贜VST上實(shí)用化,并投入常規(guī)觀測(cè),還有諸多的技術(shù)問題需要解決。本論文開展的NVST集成控制終端系統(tǒng)研制就是要解決這些技術(shù)問題,將它們集成在一個(gè)終端系統(tǒng)中。采用一個(gè)高速相機(jī)采集圖像,搭載在一個(gè)在焦點(diǎn)附近掃描的高精度位移臺(tái)上并結(jié)合統(tǒng)計(jì)譜比算法實(shí)時(shí)檢測(cè)NVST的焦點(diǎn),提取圖像的偏移量并進(jìn)行高低頻誤差分離,將低頻誤差實(shí)時(shí)反饋給望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制來提高NVST的長時(shí)間跟蹤精度,將高頻誤差實(shí)時(shí)反饋給擺鏡系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制來減小因隨機(jī)風(fēng)載引起的圖像抖動(dòng)。論文第一章介紹了研究背景和意義,調(diào)研并總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)的研究成果,結(jié)合NVST的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出論文研究重點(diǎn)。第二章結(jié)合已有的方法和相關(guān)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),確定了集成控制終端系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)。第三章是重點(diǎn)研究系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn),分別從光路結(jié)構(gòu)、硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)三個(gè)方面詳細(xì)介紹了集成控制終端的具體實(shí)現(xiàn)方法。第四章對(duì)集成控制終端的性能和使用效果進(jìn)行實(shí)測(cè)驗(yàn)證。第五章總結(jié)論文的研究成果和不足。經(jīng)過反復(fù)測(cè)試,集成控制終端各功能運(yùn)行穩(wěn)定,能協(xié)調(diào)工作。其中,焦點(diǎn)自動(dòng)探測(cè)功能已于2016年8月投入常規(guī)使用,長時(shí)間跟蹤誤差能夠控制在1”左右,閉環(huán)跟蹤功能可以投入運(yùn)行,基于擺鏡的圖像穩(wěn)定控制也取得良好的實(shí)驗(yàn)效果,但由于NVST光路結(jié)構(gòu)問題,圖像穩(wěn)定控制更多的是技術(shù)實(shí)驗(yàn)和發(fā)展,要投入運(yùn)行,還需要結(jié)合NVST本身需求,做較大的結(jié)構(gòu)改動(dòng)。
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論.1 研究背景與意義一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡（New Vacuum Solar Telescope，簡(jiǎn)稱 NVST）是一臺(tái)級(jí)的地平式真空太陽望遠(yuǎn)鏡[1]，整體結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示。目前配有多通道高分成像觀測(cè)系統(tǒng)[2]、多波段光譜儀、大色散光譜儀，以及正在研制中的高分辨率維磁像儀，因此該望遠(yuǎn)鏡是一臺(tái)綜合性的太陽觀測(cè)儀器。該望遠(yuǎn)鏡 2010 年投常規(guī)觀測(cè)，多通道高分辨成像系統(tǒng)已取得了大量的觀測(cè)資料[3]，NVST 其他終觀測(cè)系統(tǒng)已開始逐漸投入使用，因此提高 NVST 的觀測(cè)性能和使用效率是非必要的。

4圖 1.3 NVST 多通道高分辨成像系統(tǒng)主要光路圖集成控制終端系統(tǒng)需要解決的三個(gè)問題已有一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在焦點(diǎn)探測(cè)方面，文獻(xiàn)[7]完成了 NVST 焦點(diǎn)探測(cè)的理論分析和有關(guān)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)是依靠 NVST 的高分辨成像系統(tǒng)開展的，但要將該系統(tǒng)工程化，就需要一個(gè)專用的成像通道和可在焦點(diǎn)前后掃描的圖像采集系統(tǒng)，，成像通道的基本要求是需要獲得局部太陽的米粒結(jié)構(gòu)圖像，圖形采集系統(tǒng)的相機(jī)需要放置在高精度的位移掃描平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)的掃描。在 NVST 的長時(shí)間跟蹤方面，文獻(xiàn)[11]通過分析 NVST 中 TiO 通道的高分辨
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院云南天文臺(tái))
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P111.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2550277