卡氏天线副面补偿技术中副面焦点坐标调整量的高精度数据拟合

《卡氏天线副面补偿技术中副面焦点坐标调整量的高精度数据拟合》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaDec．252014V01．35No．123425．3437ISSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：Hhkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．ca卡氏天线副面补偿技术中副面焦点坐标调整量的高精度数据拟合胡开宇1’2，艾力·玉苏甫1’*，徐雪林3，项斌斌1，刘奇11．中国科学院新疆天文台，新疆乌鲁木齐83001l2．中国科学院大学物理科学学院，北京1001903．北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京

2、100191摘要：基于新疆110m射电望远镜预研项目、南山天线改造计划和国家对航天领域的战略需求，对大型卡氏天线主面板变形的副面实时补偿作了深入研究。简单介绍了副面补偿的理论模型并用静力分析法得出若干特殊仰角下的调整量，进而运用MATLAB对调整量进行了高精度的数据拟合。给出了线性最小二乘法和正交多项式最小二乘法2种拟合方法拟合模型方程，通过误差分析从不同方面对比了拟合方法的效果，在阶数为4、精确至小数点后15位时，2种拟合方法的误差差值数量级为10“3trim，且小于零。最终选择并应用精度更高的正交多项式最小二乘拟合方

3、法在特定的俯仰角度范围内生成了部分调整量数据，为副反射面在任意俯仰角下的补偿过程创造了条件．满足了天文观测和航天深空探测对数据准确性和系统可靠性的要求，具有一定的实用性。关键词：天线；副面；数据拟合；误差补偿；误差分析中图分类号：V11；TN823‘．28文献标识码：A文章编号：1000—6893(2014)12-3425—13随着国家对空间科学的愈加重视和天文科学在我国的快速发展，与之相关的大型科研仪器研究正在展开。为满足探月和火星探测计划对测控天线可靠性和准确性的高要求以及新疆天文台对110m大型射电天线项目快速推进

4、和SquareKi一]ometreArray(SKA)项目合作加深的需求，解决射电天线主副反射面的高精度测量控制问题成为重要前提。为了对110in望远镜副面技术进行预研究，新疆天文台对现有的南山天线进行了改造，其中一个重要环节就是实现副反射面的精确补偿。由于大型天线长时间运行后，主面发生变形(见附录A)，不再是规则的旋转抛物面，从而引起主反射面偏焦El-z]。为使天线依然能保持高效正常的工作，副反射面须调整其对应的焦点位置，使其能在任意主面俯仰角下保证主副面焦点的重合，即对焦[1’3]。考虑到补偿过程中上下位机的信息传递

5、，以及下位机与电机的信息传递、电机驱动缸体过程和上位机位置反解等在现有研究中均有比较成熟的解决方案[4_5]，且在六杆并联机构静平台坐标不变的条件下，位置坐标的转换只是简单的比例关系[6{]，因此，补偿过程中最关键的就是数据建模与数据库生成。由于1lOITI射电望远镜系统庞大，同时未来将要承担诸如探月和火星探测之类的高可靠性项目，因此补偿过程中要收稿日期：2013-12-19；退修日期：2014-01—13；录用日期：2014-02—17；网络出版时间：2014—02-2614：10网络出版地址：WWW．cnkinet／

6、kcms／detail／S1000-6893．20130542htmI基金项目：中国探月工程三期资助项目；国家“973”计划(2013CB837900)；国家自然科学基金(11103056，10778703，11153002)；中科院“西部之光”项目(XBBS201122)*通讯作者．Tel．：0991-3689066E-mail：aliyu@xao．ac．on鞠甩格武tHuKY．AiliY．XuXL，eta1．Accuratedatafittingforadjustmentsoffocuspositioncoordin

7、atesappliedtoCassegrainantenna’Ssub-reflectorcompensationfJI．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica。2014．35(12)：3425-3437葫开宇。艾力·玉苏南。徐雪栋，等．卡氏天线韵面补偿技术中蓟面焦点坐标调整量的高精度数据拟合[J]．航空学报．2014。35(12)：3425-3437航空学报Dec．252014V01．35No．12求一个高精度的拟合模型是必然的。1主面吻合模型介绍卡氏天线如图l所示，副反射面补偿过程如图

8、2所示。图1大型卡塞格伦天线Fig．1LargeCassegrainantennaDatamodelingforsub-reflectorfocus’ScoordinateadjustmentIEstablishadatabaseaboutcoordinateadjustmentIlstPCreadsadjustme