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国家大科学工程LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)是目前世界上视场角最广和光谱效率最高卧式中星仪式反射施密特天文望远镜。它由我国自主研发,目前坐落于国家天文台兴隆观测站。LAMOST采用并行可控光纤定位技术,可以同时完成对4000个星象目标的观测。在其直径1.75m的焦面上以25:6mm等距的排列着4000个光纤定位单元。每个单元由步进电机控制其中心回转轴和偏心回转轴的运动。两个回转轴均长8.25mm,中心回转轴的回转范围为0-360°,偏心回转轴的回转范围为0-1800°通过中心回转轴和偏心回转轴的共同运动,可实现Φ33mm圆区域的精确定位。
本文围绕精度这个核心,分析目前光纤定位系统中的标定方法,根据实际提出了一些改进,并且提出了新的定位精度检定的方法——走点检测。主要完成的任务如下:
1.编写标定及检测用4kCCD相机控制程序,通过更高分辨率,可调的曝光,CCD温控等技术手段来获得更高的光纤光点定位精度。
2.提出改进的光重心法,包括图像卷积预处理、用标准差迭代的方法取背景值、减背景后非线性加权获得光斑特征点,有效的抑制了边缘点对中心位置的影响,提高了大视场多目标光纤条件下提取光斑特征点的精度。
3.根据多项式拟合参数时需要建立中心回转轴圆心与单元安装孔位理论坐标的关系,提出了采用上次拟合获得的实际坐标作为本次拟合的理论坐标,降低了焦面孔位加工误差对标定结果的影响。
4.提出了单元定位精度的一种检测方法:走点检测。根据标定数据,通过比较光纤运动的理论点以及CCD相机拍摄得到的实际点,来表征单元的定位精度。
5.对比了无零位单元较有零位单元的优势,提出无零位单元的标定,回到初始位置,以及星象观测具体方法。