坐标变换在空间望远镜视景仿真中的应用-论文.pdf

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1、第43卷第2期红外与激光工程2014年2月V0】．43No．2InfraredandLaserEngineeringFeb．2014坐标变换在空间望远镜视景仿真中的应用崔凯．一，刘朝晖，李治国，-，梁冬生t-一，袁辉1,2(1．中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安，710119；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：视景仿真可用于空间望远镜设计、分析和检测。基于坐标变换原理和等角投影法计算了望远镜随着空间载体运动指向不同观测区域时的视场边界，利用星表数据和Matlab地图数据实现了空间望远镜对空和对地观

2、测的二维动态视景仿真，获得了与理论经验相符的仿真结果。结果表明，当空间望远镜指向高纬度区域时等距圆柱投影星图和地图上的圆形视场出现失真，纬度越高，失真越大；对地观测时，地面圆视场边界的地心张角随空间载体高度的增加而增大。应用该仿真方法为某空间望远镜外场实验添加星空背景，效果良好。对在地面上检测空间望远镜工作性能，模拟空间望远镜的工作环境具有一定意义。关键词：视景仿真；空间望远镜；坐标变换；等角投影；视场边界中图分类号：TH751文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)02—0557—05Visuals

3、imulationforspace-telescopebycoordinatetransformCuiKai，LiuZhaohui，LiZhiguo，LiangDongsheng。，YuanHui’(1．xialInstituteofOpticsandPrecisionMechanicsofChineseAcademyScience，Xian710119，China2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Visualsi

4、mulationisusefulfordesigning，analyzingandtestingaspace—telescopeontheground．Basedonthecoordinatetransformationtheoryandtheequal·angleprojectionmethod，visibleboundaryofthetelescopewasdeducedfordifferentorientation，andthetwo—dimensionvisualsimulationwascardedout

5、usingarealstarcatalogandtheworldcoastlinedata．Reasonableresultsshowthatwhenthespace-telescopeispointingtothehighlatitudearea，adistortionoftheroundvisibleboundaryappearsintheEquidistantCylindricalProjectionstylemapchart．Andthevisibleareaontheearthsurfaceisexpan

6、dedwhentheheightofthespace—carrierincreases．Thesimulationwasusedtoimitatethecelestialbackgroundinarealtestingofaspace-telescopeoutdoor．ItSusefulintestingandprovidingspaceenvironmentforspace—telescopeontheground．Keywords：visualsimulation；space·telescope；coordin

7、atetransform；equal·-angleprojection；visibleboundary收稿日期：2013—06—11；修订日期：2013-07-17基金项目：CE-3月基光学望远镜有效载荷分系统作者简介：崔凯(1987一)，男，硕士生，主要从事光电测量设备系统建模与仿真方面的研究。Email：cuik87@163．com导师简介：刘朝~(1965-)，男，研究员，博士生导师，主要从事光电跟踪测量仪器总体技术方面的研究。Email：lzh@opt．ac．ca红外与激光工第43卷系可看作J2000．0赤

8、道惯性坐标系绕Z轴旋转n，O引言绕xj旋转f，绕旋转((t)切，再分别绕乙和X旋转竹得到卜】，即J2000．0坐标系到载体轨道坐标系转可视化系统仿真模拟空间望远镜的工作环境和换矩阵为：过程，对空间望远镜的设计、检测和实际应用具有积R=(竹)：(盯)((￡，Rx(f)。(n)(2)极意义。国内外对空间环境的可视化仿真研究在星式中：R表示J2000．0赤道惯性坐