Метод синтеза наблюдательных систем больших оптических телескопов

• Автор: Комаров, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пятигорск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ современного состояния наблюдательных систем больших
оптических телескопов
1.1. Подсмотровые системы на крупнейших наземных оптических телескопах мира
1.2. Проблемы создания телевизионных подсмотровых систем, вытекающие
из методов наблюдательных астрофизических экспериментов
1.3. Конфигурации телевизионных камер и особенности их применения
в астрономии
1.4 Методы и устройства оцифровки и передачи астрономических изображений
1.5 Выводы главы 1 и постановка задачи
2 Статистический анализ телевизионных наблюдательных систем больших оптических телескопов
2.1 Формирование изображений астрономических объектов системой «атмосфера + телескоп»
2.2 Фотоэлектронная статистика при фотодетектировании оптических изображений
2.3 Численные оценки параметров оптических изображений на 6м оптическом телескопе БТА и 1м Цейсс-1000
2.4 Статистические оценки фундаментальных ограничений на применение
ТВ подсмотров для БТА и Цейсс-1000
2.5 Выводы главы
3 Параметрический синтез наблюдательных систем больших оптических телескопов

3.1 Построение наблюдателя на 6м оптическом телескопе БТА
3.2 Моделирование телевизионного наблюдателя
3.3 Оптимизация параметров фотоприемника в канале под смотра
3.4 Видеосервер БТА
3.5 Удаленный доступ и веб - каналы
3.6 Выводы главы
4 Методики повышения надежности отождествления и точности гидирования телескопов БТА и Цейсс-1000
4.1 Наблюдательные возможности цифровых ТВ каналов
при отождествлении и гидировании астрономических объектов
4.2 Фотометрические возможности цифровых ТВ каналов
4.3 Возможности накопительных неохлаждаемых ПЗС камер
в первичном фокусе БТА
4.4 Разработка и создание нового поколения цифровых телевизионных
подсмотров и методик для астрономических наблюдений
4.5 Выводы главы
5 Разработка и внедрение в штатную эксплуатацию на больших оптических телескопах БТА и Цейсс-1000 новых ТВ систем
5.1 Телеподсмотр спектрографа иАвБ
5.2 Телеподсмотр «Гид БТА»
5.3 ТВ системы "ВСЕ НЕБО" для дистанционного мониторинга в реальном
времени ночного состояния облачности
5.4 Выводы главы
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Информацию от далеких звездных образований, которую получают астрономы с помощью больших оптических телескопов, порой приходится накапливать часами, т.к. свет от звезд очень слабый. Поэтому, точности сопровождения телескопом движущихся звездных объектов только за счет механических средств недостаточно при исследованиях на больших временных интервалах. Необходимо корректировать ведение телескопа (осуществлять гидирование) с целью постоянного возврата исследуемого объекта на ось визирования. Чаще всего методы гидирования используют визуальные наблюдательные системы, которые позволяют вручную вносить поправки в режиме сопровождения. Для больших оптических телескопов такие методы неприемлемы, т.к. в маленьком поле наблюдения может и не оказаться достаточно ярких опорных звезд. Поэтому для основных информационных каналов больших оптических телескопов, и для систем их слежения - наблюдателей - характерны проблемы обнаружения всё более слабых объектов при одновременном повышении пространственного разрешения. В функции наблюдателей и систем управления телескопом входит обеспечение наведения телескопа, отождествления получаемого изображения с эталоном (картой звёздного неба), увеличение точности гидирования телескопа. И все это должно работать в режиме автоматизированного управления телескопом.
Отличительной особенностью рассматриваемых наблюдателей от основных информационных трактов телескопов является требование работы в реальном времени, обеспечивающей высокое разрешение, не только в пространстве, но и во времени. По сути, мы исследуем распределенный сигнал, при этом, рассматриваемый наблюдатель телескопа собирает меньшее количество света (меньшее количество информации об изучаемом процессе). Поэтому от

Для этого была рассмотрена задача минимизации ошибок измерения пространственно-временных координат световых пятен в системах ТВ подсмотров больших оптических телескопов.
При этом рассматривались следующие положения:
1. Рассмотрена модель телевизионной оптической системы, в которой учитываются величина фотонных потоков на ее входе.
2. Используемый критерий - минимум СКО по которому определен минимум ошибки измерения пространственно-временных координат и
соответствующие ему оптимальное время кадра TKopt и оптимальная пространственная дискретизация Aopt
3. Априорной информацией является наблюдение с помощью фотоприемника с апертурой А2 и максимальной частотой считывания ТВ камеры FC4 max в фокальной плоскости телескопа диаметром D звезд, имеющих зв.величину m и кружок рассеяния d.
В результате получены формулы для оптимального времени кадра TKopt и оптимальная пространственная дискретизация Aopt, позволяющие выбрать оптимальные параметры фотоприемника в системах ТВ подсмотров для больших оптических телескопов
На основе фотоэлектронной статистики при фотодетектировании изображений приводятся численные оценки среднего потока фотонов, собираемого апертурой телескопа, а также даются оценки предельных параметров для телеподсмотров на базе I-SIT и ICCD камер для первичного фокуса БТА и Цейсс-1000.