指向光路简述
编队飞行配置下子望远镜的极稳定指向是分布式合成孔径高分辨成像的前提条件,即确保干涉光路在长时间内保持对齐以实现稳定干涉或者微弱天体信号探测。由于集光器本身会造成抖动和漂移,依赖指向模块进行修正是必要的。典型的指向模块如下所示:
指向模块利用每个子孔径的分光光路进行焦面成像,再通过快速质心探测算法、高频探测相机和闭环控制技术来进行子光路的指向校正。解调算法的两个指标分别是速度和精度,速度不能慢于相机的帧率(影响校正频率),精度不能低于高对比和高分辨成像的要求(获得高质量信号)。压电偏转镜校正的倾斜量可通过加权质心算法(weighted centre of gravity, WCOG)来测量,即:
(1)
其中是给定像素的光通量,而是一种超高斯加权函数,即:
(2)
以上,相对于倾斜参考位置的光斑质心亚像素坐标可求,则根据指向模块的透镜焦距参数,两个维度的倾斜校正量可得。