FAST馈源支撑系统位姿分配方法研究

为实现五百米口径球面射电望远镜(Five-hundred meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)馈源支撑系统馈源终端的高精度轨迹跟踪及防止馈源支撑索力超限,研究了馈源支撑系统星形框架和AB轴机构对目标终端位姿的分配算法。首先,根据馈源支撑系统机构特征,综合馈源舱的重心时变及其采用的回照策略,建立了带有馈源舱回照策略的考虑馈源舱重心时变的悬索牵引并联系统力学模型。然后,为解决AB轴机构与星形框架间的运动耦合问题,设计了两种馈源支撑系统位姿分配算法:优先保障六索索力均衡的位姿分配算法和优先保障馈源接收终端定位精度的位姿分配算法。最后,通过仿真对两种算法在馈源终端定位精度和索力分布情况两个方面的性能进行分析。仿真结果表明:前一算法能使六索索力分配均匀,但是引入了最大1.2°的馈源接收终端指向误差,已超出工程指向精度范围。后一算法的六索索力波动较大,但索力没超限或虚牵,能保证馈源接收终端的位姿,此算法满足工程需求。     

FAST全站仪测量时滞处理方法研究

500 m口径球面射电望远镜(FAST)作为我国的“十一五”重大科学工程，2016年9月25日竣工，是世界上最大的单口径射电望远镜。全站仪采用激光测量，具有测量精度高的优点，作为FAST的主要测量设备，对FAST馈源舱在高空140 m、口径206 m球冠面运动范围内进行精密实时动态跟踪测量。首先通过对全站仪的测量时滞和测量频率进行检测，评估了全站仪的实时动态测量性能，创新的采用基于新息重组的状态预估方法来消除全站仪的测量时滞，建立时滞系统的状态预测估计模型，通过状态估计和模型预测来消除时滞对测量精度的影响，经测试，应用该方法的目标位置测量精度可以提升85%以上，充分验证了这种方法的有效性，能够更好地提升FAST观测性能。