空间极紫外望远镜在轨校准技术研究

摘要

空间极紫外望远镜(EUT)是由四个单通道望远镜捆绑在一起而构成,可以在四个极紫外波段13.0nm、17.1nm、30.4nm、和19.5nm同时对日成像.由于在地面装调以及发射过程中的影响无法保证四个通道轴向严格平行,进而带来观测上的误差.这些误差必然会影响图像配准、合成等.为了合成高分辨率的图像,需要测出各通道轴向夹角,对其在轨校准,从而减小观测上的误差.根据观测精度的要求这一夹角的测量精度必须控制在0.1角秒内,夹角测量可转化为探测器上图像平移量测量.本文提出了两种测量图像平移量的方法:局部边缘探测方法和相位相关方法.通过图像上的特征点位置变化量来确定图像平移量,由于受CCD的分辨率限制,平移量的检测精度只能达到像素级水平,无法满足要求.为此必须对CCD进行细分,采用了牛顿插值法和二次曲面拟合方法,从而使平移量测量精度达到亚像素级.通过设计平移量的测量实验,编制相应的图像处理软件,对上述两种测量方法进行了实验验证,结果表明其测量精度分别可达0.08像素和0.25像素.四个通道都是在特定谱线对日进行观测,因此必须选一条公共的谱线经望远系统对日成像,以便完成望远镜在轨校准.经过一系列的分析计算,太阳的CⅢ(97.7nm)谱线对EUT灵敏度满足在轨校准使用,因此本文采用了CⅢ(97.7nm)作为在轨校准谱线.

目录

文摘

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第一章绪论

§1.1引言

§1.2工程背景及选题的意义

§1.3本论文主要研究内容

第二章EUT在轨校准的意义与采取的方案

§2.1极紫外望远镜的主要技术指标及设计机构[8]

§2.2极紫外望远镜在轨校准的意义

§2.3国外对同类仪器的解决方案

§2.4EUT各通道夹角测量

§2.5本章小结

第三章图像微小平移量测量研究

§3.1相位相关法对图像平移量的粗测量[10]

§3.2局部边缘探测法测量太阳图像平移量

3.2.1太阳图像边缘的判断

3.3本章小结

第四章图像特征点的高精度定位及实验分析

§4.1曲面拟合法在高精度定位中的应用

§4.1.1相位相关法对平移量的精测量

§4.2牛顿插值法在高精度定位中的应用

§4.2.1算法设计思想[17]

§4.2.2计算方法

§4.2.3精度分析[22]

§4.3实验分析

§4.3.1相位相关法实验分析

§4.3.2局部边缘探测法实验分析

§4.1本章小节

第五章EUT在轨校准用的太阳辐射谱线选取

§5.1校准谱线CⅢ(97.7NM)对EUT的灵敏度计算

§5.2工作谱线对EUT的灵敏度计算

§5.3校准谱线与工作谱线对EUT的灵敏度比较

§5.4本章小结

第六章总结与展望

参考文献

致谢

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