重力下光电经纬仪主镜变形对成像的影响研究

【摘要】光电经纬仪是现代靶场光测中至关重要的测量设备,主反射镜是系统中非常重要的部件。在现代光电经纬仪的设计中对主反射镜进行镜面变形分析是必不可少的环节。光电经纬仪主反射镜在工作载荷下会发生变形,主反射镜的变形会影响光电经纬仪的成像质量。为了提高光电经纬仪的成像质量,深入和研究光电经纬仪主反射镜镜面变形是很有必要的。光电经纬仪的主镜镜面的变形是趋于光滑和连续的,所以镜面的面形变化可以表示成一线性无关的基底函数系的组合。目前Zernike圆多项式常被用来作为拟合镜面变化的基底函数系,因为Zernike圆多项式在单位圆上加权正交,计算得到的多项式系数互不相关,可以消除各系数耦合误差的影响,并且其系数很容易与光学设计者惯用的Seidel像差系数建立联系。但由于光电经纬仪主反射镜需要中心支撑,所以主反射镜有中心孔。Zernike圆多项式在单位环域内失去正交性,使得系数之间存在耦合现象,拟合精度降低。为了提高拟合精度,必须使用在环域内正交的基底函数系。本文研究了用Zernike环多项式拟合光电经纬仪主反射镜镜面变形的方法,Zernike环多项式在单位环域内正交,并且该方法保留了用Zernike圆多项式分析的优点。本文用该方法分析了某光电经纬仪主反射镜的镜面变形,将分析结果跟实际测得的结果进行了对比,分析得到的镜面变形的PV值与实际测得的PV值的相对误差为9.2%,分析得到的RMS值与实际测得的RMS值的相对误差为10.5%,对比结果显示该分析方法在工程上可行的。本文推导了Zernike环多项式系数与Seidel像差系数之间的关系,根据拟合得到的Zernike环多项式系数计算了主镜镜面变形对Seidel像差的影响。用自定义INT文件将Zernike环多项式拟合的镜面变形导入到光学设计软件CODEV中,得到了镜面变形对光学系统光学传递函数的影响,实现了光机集成分析。在此基础上分析了主镜在不同仰角下的变形对成像的影响,分析结果表明随着仰角的增大,主镜变形的PV值和RMS值都有减小的趋势,MTF值逐渐增大,为光学系统设计和机械结构设计提供参考。
【作者】孟轩；
【导师】乔彦峰；
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)，光学工程，2013，硕士
【关键词】光电经纬仪；Zernike环多项式；主反射镜；镜面变形；拟合；

【参考文献】
[1]赵永威.基于弱随机映射的目标检索技术研究[D].解放军信息工程大学,信号与信息处理,2012,硕士.
[2]吕瑶.传播学视角下英语电影片名的汉译[D].新疆大学,英语语言文学,2013,硕士.
[3]李涛.原岩应力状态下交叉巷道的研究[D].河北工程大学,结构工程,2012,硕士.
[4]于开真.课堂讨论法在初中物理教学中应用的研究[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[5]李新华.大跨度钢箱梁斜拉桥顶推施工中的关键技术研究[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[6]刘吉夫,张盼娟,陈志芬,陈晋.我国自然灾害类应急预案评价方法研究(Ⅰ):完备性评价[J].中国安全科学学报.2008(02)
[7]杨田嫒.化疗相关性血红蛋白对结直肠癌辅助化疗预后的影响[D].广州医科大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[8]王键.浙江省人口综合素质及其与经济发展关联性研究[D].浙江工商大学,统计学,2012,硕士.
[9]蔡琳.快递业服务保证对顾客满意度的影响研究[D].江西财经大学,国际贸易学,2013,硕士.
[10]马雪红,周志春,张一,金国庆.杉木不同家系对异质养分环境的适应性反应差异[J].植物生态学报,2008,01:189-196.
[11]芦克龙.基于CFD的汽车制动盘散热性数值计算与优化[D].湖南大学,车辆工程,2011,硕士.
[12]周猛.基于最大风险承受能力的投资组合选择[D].天津财经大学,数量经济学,2012,硕士.
[13]储奔.天然气中心站监控系统设计与软件实现[D].西南交通大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[14]陈舒.电动汽车LIN总线车身网络高层协议研究[D].浙江大学,2005.
[15]张磊.多触点深部脑刺激电极制作、测试与仿真[D].苏州大学,光学工程,2013,硕士.
[16]曲微丽.无机复合物载体对直接甲酸燃料电池Pd催化剂性能影响研究[D].哈尔滨工业大学,2014.
[17]李建成.光滑粒子流体动力学（SPH）算法及其改进的二阶核近似有限粒子方法初探[D].天津大学,流体力学,2013,硕士.
[18]陈瑜.检察机关参与刑事和解的制度研究[D].华南理工大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[19]宋阳.中江兆民外交観の変容に関する一考察[D].河北大学,日语语言文学,2014,硕士.
[20]刘艺青.生态基础设施与公园绿地建设策略研究[D].北京林业大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[21]陈臣.铁路信号RSSP-1安全通信协议在既有线站间安全信息传输中的应用研究[D].北京交通大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[22]朱宇清.国内高中生与海外高中就读的中国高中生跨文化敏感度比较研究[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[23]杨槟荣.莱尔德科技深圳公司供应商开发研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[24]杨丹.母乳中PBDEs的暴露和PBDEs的生物利用度及健康风险评估[D].上海大学,环境工程,2014,硕士.
[25]杨文卓.螺旋式速冻机输送装置可靠性分析[D].河南科技大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[26]王娟.室内环境下LED智能照明系统的研究[D].兰州理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[27]张集文,万欢,张振中.水稻2叶期乳苗机插技术试验[J].中国农机化学报,2014,01:133-137.
[28]王贺,杨广庆,吴连海,刘华北,熊保林.墙顶荷载对加筋土挡墙工作特性影响的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2014,12:2573-2581.
[29]黄健.废水处理中黄孢原毛平革菌对Cd(Ⅱ)胁迫的适应性及抗性反应研究[D].湖南大学,环境工程,2014,硕士.
[30]高利霞.大鼠Medial Prefrontal Cortex对听皮层神经元听空间方位可塑性的调控[D].华东师范大学,生理学,2004,硕士.
[31]杜云霞.历史时期长期气温数据集重建研究[D].吉林大学,土地资源管理,2013,硕士.
[32]陈晓晨.国际承包工程管理模式优化研究[D].吉林大学,项目管理,2013,硕士.
[33]田微.辽宁高等教育结构优化与老工业基地振兴的研究[D].东北大学,教育经济与管理,2009,硕士.
[34]佘长锋.敏感智能纳米界面材料的构建及酶逻辑门的设计[D].南昌大学,2012.
[35]胡卿.电子文档防泄密系统研究与实现[D].曲阜师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[36]佟冉.低温多效海水淡化仿真虚拟环境的研究[D].南京理工大学,计算机技术,2011,硕士.
[37]李凤.宋代工笔花鸟画的写实与写生倾向研究[D].湖南师范大学,美术学,2014,硕士.
[38]王浩.锂离子电池负极材料钛酸锂的制备改性及其应用[D].天津大学,应用化学,2013,硕士.
[39]陈爱华.杭州市拱墅区城市综合体物业规模及空间布局研究[D].浙江大学,城市规划（专业学位）,2012,硕士.
[40]石耀坤.基于BLF的UHF RFID自主标准标签芯片的设计[D].西安电子科技大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[41]孙彦哲.A市国土资源局人力资源管理问题与对策研究[D].中国地质大学（北京）,公共管理,2014,硕士.
[42]产朝.论商品房预售合同纠纷中情势变更原则的适用[D].安徽大学,民商法学,2014,硕士.
[43]王勇.通用数字图书馆管理系统设计和实现——资源存储管理和服务[D].清华大学,2004.
[44]王宇.雷达抗干扰试验系统中的干扰信号环境设计[D].西安电子科技大学,系统工程,2010,硕士.
[45]徐道钫.漫谈现代化交通[J].上海建设科技.1996(02)
[46]马攀.危险废物焚烧系统的数值模拟与试验研究[D].浙江大学,2012.
[47]刘璟.协同商务环境下第三方物流信息平台的研究与开发[D].武汉理工大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[48]翟蔚.基于Zigbee无线通信分散控制的家居系统[D].海南大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[49]陈亦聪.证券交易异常情况的法律规制[D].华东政法大学,2013.
[50]侯晓东.苯甲酸衍生物功能化聚苯砜-Eu(Ⅲ)配合物的制备及其光致发光性能研究[D].中北大学,高分子化学与物理,2014,硕士.