子孔径拼接式光学综合孔径望远镜共相检测与控制技术研究的任务书.docx

子孔径拼接式光学综合孔径望远镜共相检测与控制技术研究的任务书
一、研究背景和意义
光学望远镜是人类观测宇宙的重要设备之一，而单一的光学望远镜天文观测存在着一些不可避免的限制，例如光学望远镜的孔径，它限制了其分辨率和亮度，尤其是对于空间光学的观测，孔径限制更为显著。因此，要进一步提高望远镜的观测能力，就必须采用其他手段进行补偿，例如采用多个望远镜组成的干涉式望远镜，或者组合多个子孔径的长基线天线等方法，这些方法可以增加望远镜的分辨率和亮度，从而提高观测精度。
其中，子孔径拼接式光学综合孔径望远镜是一种经济、实用的拼接式多孔径望远镜，它通过将多个子孔径的光学信号进行融合，形成一种虚拟的大孔径望远镜，进而使其具有更高的分辨率和亮度，提高天文观测精度，这种望远镜已经在实践中得到了广泛应用。
但是，拼接式光学综合孔径望远镜在实际应用中存在着一些问题，例如不同子孔径光源之间的相位不一致、折射率不均匀，孔径阵列的形态和孔径阵列的旋转等问题，这些问题对于所形成的虚拟孔径光学望远镜的成像精度产生了很大的影响，因此需要采用相应的方法解决，这也是本文所要阐述的问题。
二、研究目标
本文旨在研究子孔径拼接式光学综合孔径望远镜的共相检测与控制技术，具体目标如下：
1.建立子孔径拼接式光学综合孔径望远镜的光学模型，通过对孔径阵列的形态和结构进行分析，确定望远镜的拼接策略和子孔径的排布。
2.研究子孔径光源之间的相位不一致问题，分析其产生的原因，并提出相应的相位校正方法，例如相位捕获和相位补偿算法等。
3.研究折射率不均匀带来的影响，分析其对成像精度的影响，并提出对策，例如光学调整和自适应光学校正等方法。
4.深入研究孔径阵列的形态和旋转对子孔径拼接式光学综合孔径望远镜成像精度的影响，提出对应的控制方法。
5.提出一种高效的共相检测与控制算法，通过对虚拟孔径光学望远镜的信号进行实时采集和处理，实现对子孔径光学信号的精确匹配，并实现高分辨率、高亮度的天文成像。
三、研究内容和方案
（一）子孔径拼接式光学综合孔径望远镜的光学模型
1.孔径阵列的形态和结构分析
2.子孔径的排布与拼接策略研究
3.光学模型的建立和仿真
（二）子孔径光源之间的相位校正
1.相位不一致问题的分析
2.相位捕获算法的研究
3.相位补偿算法的研究
（三）折射率不均匀的光学调整和自适应校正
1.折射率不均匀的影响分析
2.光学调整的方法研究
3.自适应光学校正技术的研究
（四）孔径阵列的形态和旋转对成像精度的影响
1.孔径阵列形态对成像精度的影响分析
2.孔径阵列的旋转对成像精度的影响分析
3.控制方法的研究
（五）共相检测与控制算法的设计
1.光学信号采集和处理系统的搭建
2.光学信号的实时匹配和处理算法研究
3.系统性能测试和验证
四、创新点
1.采用拼接式多孔径望远镜中常见的子孔径拼接式光学综合孔径望远镜为研究对象，提出子孔径光源之间相位校正的方法，解决相位不一致等问题；
2.提出了折射率不均匀的光学调整和自适应校正技术，使拼接式光学综合孔径望远镜具有更强的适应性和自适应能力；
3.对孔径阵列的形态和旋转问题进行深入研究，提出更为科学的控制方法；
4.提出高效的共相检测与控制算法，实现实时信号采集和处理，显著提高虚拟孔径光学望远镜的成像精度。
五、预期成果
1.建立子孔径拼接式光学综合孔径望远镜的光学模型，分析孔径阵列的形态和孔径的排布策略，并进行详尽的仿真模拟；
2.研究子孔径光源之间的相位不一致问题，并提出相应的相位校正方法，实现信号精准匹配和同步；
3.研究折射率不均匀对成像精度的影响，提出光学调整和自适应光学校正方法，显著提高成像精度和适应性；
4.对孔径阵列的形态和旋转等问题进行深入研究，提出更为科学的控制方法，保障虚拟孔径光学望远镜的成像精度；
5.提出高效的共相检测与控制算法，实现实时信号采集和处理，实现高分辨率、高亮度的天文成像。
六、进度安排
本文预计用时12个月，具体的进度安排如下：
第1-3个月：研究子孔径拼接式光学综合孔径望远镜的光学模型和孔径阵列的形态，完成仿真模拟和数据处理；
第4-6个月：研究子孔径光源之间的相位校正问题，完成相位捕获和相位补偿算法的研究；
第7-9个月：研究折射率不均匀的光学调整和自适应校正，完成光学调整和自适应光学校正等技术的研究；
第10-11个月：对孔径阵列的形态和旋转问题进行深入研究，并提出相应的控制方法；
第12个月：完成高效的共相检测与控制算法的设计和系统性能测试和验证，并撰写毕业论文。
七、参考文献
1.ZhaoJinta,JiangWenhan,ZhangShengcai,etal.Subaperturestitchingtechniqueforsyntheticapertureopticaltelescope[J].C