一种瞬变源的望远镜观测装置、控制方法与控制系统与流程

1.本发明属于天文望远镜观测技术领域，尤其涉及一种瞬变源的望远镜观测装置、控制方法与控制系统。


背景技术：

2.近年来，瞬变源观测研究成为时域天文学中的前沿研究领域，瞬变源具有偶发性、短暂的非周期性的特点，目前已知的瞬变源主要包括超新星、伽玛暴、微引力透镜、黑洞瓦解恒星以及引力波的电磁对应体等天文事件，瞬变源对理解恒星演化爆发，致密天体吸积和并合等过程、研究宇宙的起源、研究极端环境下的物理现象有着重要的意义。
3.由于瞬变源出现的随机性，传统的瞬变源光学观测方法主要采用大视场望远镜对各个天去进行搜寻预警，将瞬变源目标信息进行网络共享，开展进一步多地望远镜联合后随观测。
4.同时，由于部分瞬变源，包括超新星、伽玛暴爆发时亮度迅速增加，其亮度变化过程包含重要的物理信息，同时这一阶段持续时标非常短暂，观测时间窗口非常小。此外为了尽可能的提高对瞬变源的发现能力，目前采用的瞬变源搜寻方案为无滤光片图像采集方式，这一方式不可避免的忽略了瞬变源爆发阶段的各波段光学信息，而瞬变源后随的观测手段较为丰富，但在瞬变源目标的认证观测及后随观测设备的响应时间上存在相对滞后性，观测瞬变源爆发阶段的各波段光学信息难度较大。
5.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前采用的瞬变源搜寻方案为无滤光片图像采集方式，这一方式不可避免的忽略了瞬变源爆发阶段的各波段光学信息，而瞬变源后随的观测手段较为丰富，但在瞬变源目标的认证观测及后随观测设备的响应时间上存在相对滞后性，观测瞬变源爆发阶段的各波段光学信息难度较大。
6.解决以上问题及缺陷的难度为：采用同一站址放置多台望远镜分系统进行集中控制可以进行瞬变源搜寻认证与后继观测。其中望远镜分系统分别指向不同天区实现大天区搜寻；针对疑似瞬变源目标，控制望远镜分系统同指向目标并切换滤光片进行确认，或目标所处望远镜分系统转动滤光片转轮切换不同波段滤光片。这种方案由于分系统数量较多，控制系统结构复杂，响应时间长，此外采用滤光片转轮切换不同波段滤光片方式或由于存在时间不一致性引入测量误差，而且系统整体的制造成本较高。
7.解决以上问题及缺陷的意义为：本方案通过将多个望远镜集成为一体，显著降低制造成本，同时系统结构相对简单，控制方式简单，响应时间短，适用于及时探测和发现瞬变源目标。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种瞬变源的望远镜观测装置、控制方法与控制系统。
9.本发明是这样实现的，一种瞬变源的望远镜观测装置，所述瞬变源的望远镜观测
装置设置有：
10.基座，用于固定和支撑安装在其上的部件及设备；
11.赤道仪，安装在基架座之上，赤道仪上安装望远镜机架，赤道仪用于控制望远镜机架运动及望远镜机架几何中心轴指向预设的天区位置；
12.望远镜机架，望远镜机架几何中心轴与赤道仪相连，同时连接安装4个支臂，所有支臂处于同一平面，每个支臂端点安装一个单轴转台，转台转动轴与支臂处于同一平面，并垂直于支臂端点与望远镜机架几何中心点的连线，4个转台相对位置为在同一平面内以望远镜机架几何中心点为中心的正方形4个顶点处，单轴转台含有两个限位开关，用于限制转台转动方向和转动范围，限位开关将转台转动范围限制在0
°
～9.899
°
范围内；
13.望远镜系统，包括望远镜镜筒、滤光片转轮和ccd相机，望远镜系统共有4个，分别固定于4个转台之上，望远镜镜筒为折射式结构，有效通光口径15cm，望远镜光学视场为14
°
*14
°
，望远镜镜筒后端装配滤光片转轮，滤光片转轮有2个通光孔，保留1个通光孔为空，另一个通光孔安装一块滤光片，4个望远镜镜筒的滤光片各不相同，分别为sdss测光系统u、g、r、i波段标准滤光片，滤光片后端配备ccd相机，用于采集光学图像信息。
14.进一步，望远镜机架中，所述0
°
位置设定为a位置，定义为转台带动的望远镜系统光轴平行于望远镜机架几何中心轴的位置；所述9.899
°
位置设定为b位置，定义为转台带动的望远镜系统光轴指向地心方向与望远镜机架几何中心轴夹角呈9.899
°
位置。
15.本发明的另一目的在于提供一种应用所述的瞬变源的望远镜观测装置的瞬变源的望远镜观测装置的控制方法，所述瞬变源的望远镜观测装置的控制方法包括以下步骤：
16.步骤一，装置初始状态设定为瞬变源搜寻状态，通过控制程序及图像处理软件对同一天区拍摄的时间序列图像进行处理；
17.步骤二，判别图像中存在疑似瞬变源目标后，装置切换至瞬变源多色检验与观测状态，将望远镜支架几何中心轴指向疑似瞬变源目标，采集目标的多波段图像数据，完成对瞬变源目标的确认；
18.步骤三，若确认其为瞬变源目标，开展后随的位置信息和多波段光度数据采集工作；若确认其非瞬变源目标，则装置切换回瞬变源搜寻状态，继续对其他天区拍摄时间序列图像，搜寻瞬变源目标。
19.进一步，所述瞬变源的望远镜观测装置的控制方法，还包括：
20.(1)将瞬变源观测装置设置为搜寻状态，此时装置中的望远镜机架4个单轴转台带动望远镜系统旋转至b位置，转台带动的望远镜系统光轴指向地心方向与望远镜机架几何中心轴夹角呈9.899
°
位置，望远镜系统中滤光片转轮切换至无滤光片通光孔；同时本装置指向预先划分的不同天区进行图像采集，实现全天区的扫描搜寻；
21.(2)对步骤(1)的是搜寻图像数据进行处理，对图像中出现的疑似瞬变源目标进行判断筛选，提取疑似瞬变源目标位置信息，将瞬变源观测望远镜装置切换至多色认证与观测状态，望远镜机架4个单轴转台带动望远镜系统旋转至a位置，此时转台带动的望远镜系统光轴平行于望远镜机架几何中心轴的位置，同时望远镜系统的滤光片转轮切换滤光片，使4个望远镜系统分别处于sdss测光系统u、g、r、i波段标准滤光片；同时将望远镜机架几何中心轴指向疑似瞬变源目标，进行目标星象的多波段图像数据采集；
22.(3)对步骤(2)中疑似瞬变源目标的多波段图像数据进行处理比对，针对疑似瞬变
源目标，对u、g、r、i波段下的图像数据提取星等信息及拟合的光变曲线，当4个波段的光变曲线同时具有瞬变源光变特征时，确认其为瞬变源目标，此时瞬变源观测望远镜装置工作状态不变，开展后继的多波段图像数据采集处理与存储，提取位置与多色光度数据信息，若确认其非瞬变源目标，重新执行步骤(1)，继续进行搜寻瞬变源目标。
23.本发明的另一目的在于提供一种应用所述的瞬变源的望远镜观测装置的瞬变源的望远镜观测装置的控制系统，所述瞬变源的望远镜观测装置的控制系统包括：
24.望远镜主控分系统，用于选择和控制望远镜系统的工作状态，实现瞬变源搜寻观测、多色认证与后随观测功能；
25.运动控制分系统，用于控制望远镜装置的转动方向和转动速度及指向位置，以及控制机架的4个单轴转台转动方向和转动位置，实现对瞬变源目标的搜寻与跟踪观测；
26.图像处理分系统，用于提取和识别图像数据中的瞬变源目标，获取瞬变源多色光度数据和位置信息；
27.时间分系统，用于为望远镜系统采集的图像数据、望远镜主控分系统以及运动控制分系统提供时间信息。
28.本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
29.(1)将瞬变源观测装置设置为搜寻状态，此时装置中的望远镜机架4个单轴转台带动望远镜系统旋转至b位置，转台带动的望远镜系统光轴指向地心方向与望远镜机架几何中心轴夹角呈9.899
°
位置，望远镜系统中滤光片转轮切换至无滤光片通光孔；同时本装置指向预先划分的不同天区进行图像采集，实现全天区的扫描搜寻；
30.(2)对步骤(1)的是搜寻图像数据进行处理，对图像中出现的疑似瞬变源目标进行判断筛选，提取疑似瞬变源目标位置信息，将瞬变源观测望远镜装置切换至多色认证与观测状态，望远镜机架4个单轴转台带动望远镜系统旋转至a位置，此时转台带动的望远镜系统光轴平行于望远镜机架几何中心轴的位置，同时望远镜系统的滤光片转轮切换滤光片，使4个望远镜系统分别处于sdss测光系统u、g、r、i波段标准滤光片；同时将望远镜机架几何中心轴指向疑似瞬变源目标，进行目标星象的多波段图像数据采集；
31.(3)对步骤(2)中疑似瞬变源目标的多波段图像数据进行处理比对，针对疑似瞬变源目标，对u、g、r、i波段下的图像数据提取星等信息及拟合的光变曲线，当4个波段的光变曲线同时具有瞬变源光变特征时，确认其为瞬变源目标，此时瞬变源观测望远镜装置工作状态不变，开展后继的多波段图像数据采集处理与存储，提取位置与多色光度数据信息，若确认其非瞬变源目标，重新执行步骤(1)，继续进行搜寻瞬变源目标。
32.本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
33.(1)将瞬变源观测装置设置为搜寻状态，此时装置中的望远镜机架4个单轴转台带动望远镜系统旋转至b位置，转台带动的望远镜系统光轴指向地心方向与望远镜机架几何中心轴夹角呈9.899
°
位置，望远镜系统中滤光片转轮切换至无滤光片通光孔；同时本装置指向预先划分的不同天区进行图像采集，实现全天区的扫描搜寻；
34.(2)对步骤(1)的是搜寻图像数据进行处理，对图像中出现的疑似瞬变源目标进行
判断筛选，提取疑似瞬变源目标位置信息，将瞬变源观测望远镜装置切换至多色认证与观测状态，望远镜机架4个单轴转台带动望远镜系统旋转至a位置，此时转台带动的望远镜系统光轴平行于望远镜机架几何中心轴的位置，同时望远镜系统的滤光片转轮切换滤光片，使4个望远镜系统分别处于sdss测光系统u、g、r、i波段标准滤光片；同时将望远镜机架几何中心轴指向疑似瞬变源目标，进行目标星象的多波段图像数据采集；
35.(3)对步骤(2)中疑似瞬变源目标的多波段图像数据进行处理比对，针对疑似瞬变源目标，对u、g、r、i波段下的图像数据提取星等信息及拟合的光变曲线，当4个波段的光变曲线同时具有瞬变源光变特征时，确认其为瞬变源目标，此时瞬变源观测望远镜装置工作状态不变，开展后继的多波段图像数据采集处理与存储，提取位置与多色光度数据信息，若确认其非瞬变源目标，重新执行步骤(1)，继续进行搜寻瞬变源目标。
36.本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用所述的瞬变源的望远镜观测装置。
37.本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述的瞬变源的望远镜观测装置。
38.本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的瞬变源的望远镜观测装置。
39.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的瞬变源的望远镜观测装置，是实现较大监视天区的搜寻识别与多波段后继观测功能的瞬变源观测系统，对瞬变源具有快速响应后继观测能力，有利于瞬变源目标多波段确认，以及获取其暴发至光极大时阶段的多波段光度信息。本发明具有覆盖天区广、响应速度快、系统集成度高等优点，对瞬变源目标确认和定位、及后继的多波段光度观测处理速度大大提高。
40.本发明将大视场拼接观测方式(望远镜光轴非平行的b状态)与多筒望远镜观测方式(望远镜光轴平行的a状态)相结合，这两种观测方式都已存在，但二者结合未见报道。本发明通过a状态与b状态结合的方式能覆盖目前对瞬变源天体观测的常规流程：发现-验证-后继观测的全覆盖，实现快速响应。
41.本发明的地基光学瞬变源搜寻与观测的主要流程为：1.天基卫星发送预警信号/地基望远镜搜寻发现；2.地基光学望远镜采用多波段测光/光谱观测进行目标确认；3.地基望远镜进行后继光学观测。在1阶段中地基光学搜寻与观测瞬变源的方案主要以小口径大视场望远镜形成阵列，尽可能的覆盖更大的天区，如第九条中提到的专利所述，目前已有的国内的是国家天文台的gwac项目，这类项目为了提高对瞬变源的探测灵敏度，搜寻过程中不使用滤光片，因此在发现瞬变源后没有后继瞬变源确认和观测功能，不能进行2阶段和3阶段，2、3阶段是通过1阶段的定位信号另外采用大口径望远镜进行观测，1、2阶段由于信号的传递存在时间消耗，对于部分短时标目标存在错过一部分爆发阶段的光学数据，本发明通过对望远镜系统的运动控制可以将1、2阶段相结合，能够将可能错过的爆发阶段光学数据采集到。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使
用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1是本发明实施例提供的瞬变源的望远镜观测装置的控制方法流程图。
44.图2是本发明实施例提供的瞬变源的望远镜观测装置的控制系统结构框图。
45.图3是本发明实施例提供的瞬变源的望远镜观测装置的结构示意图；
46.图中：1、基座；2、赤道仪；3、望远镜机架；4、望远镜系统；其中，望远镜机架3和望远镜系统4通过望远镜机架3上的单轴转台31进行连接，望远镜系统4包含滤光片转轮41。
47.图4是本发明实施例提供的用于瞬变源搜寻与观测系统的原理图。
48.图5本发明实施例提供的利用本发明开展大视场拼接观测方式(望远镜光轴非平行的b状态)的实际拍摄照片。
49.图6本发明实施例提供的利用本发明开展多筒望远镜观测方式(望远镜光轴平行的a状态)的实际拍摄照片。
具体实施方式
50.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
51.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种瞬变源的望远镜观测装置及其控制方法与控制系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
52.如图1所示，本发明实施例提供的瞬变源的望远镜观测装置的控制方法，包括以下步骤：
53.s101，装置初始状态设定为瞬变源搜寻状态，通过控制程序及图像处理软件对同一天区拍摄的时间序列图像进行处理；
54.s102，判别图像中存在疑似瞬变源目标后，装置切换至瞬变源多色检验与观测状态，将望远镜支架几何中心轴指向疑似瞬变源目标，采集目标的多波段图像数据，完成对瞬变源目标的确认；
55.s103，若确认其为瞬变源目标，开展后随的位置信息和多波段光度数据采集工作；若确认其非瞬变源目标，则装置切换回瞬变源搜寻状态，继续对其他天区拍摄时间序列图像，搜寻瞬变源目标。
56.下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
57.实施例1
58.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于瞬变源的望远镜观测装置、系统、方法及存储介质。
59.本发明的技术解决方案是：本发明一方面提供一种瞬变源观测的控制方法，该方法包括：
60.步骤一，将瞬变源观测装置设置为搜寻状态，此时装置中的望远镜机架4个单轴转台带动望远镜系统旋转至b位置，转台带动的望远镜系统光轴指向地心方向与望远镜机架几何中心轴夹角呈9.899
°
位置，同时望远镜系统中滤光片转轮切换至无滤光片通光孔；同
时本装置指向预先划分的不同天区进行图像采集，实现全天区的扫描搜寻。
61.步骤二，对步骤一的是搜寻图像数据进行处理，对图像中出现的疑似瞬变源目标进行判断筛选，提取疑似瞬变源目标位置信息，将瞬变源观测望远镜装置切换至多色认证与观测状态，望远镜机架4个单轴转台带动望远镜系统旋转至a位置，此时转台带动的望远镜系统光轴平行于望远镜机架几何中心轴的位置，同时望远镜系统的滤光片转轮切换滤光片，使4个望远镜系统分别处于sdss测光系统u、g、r、i波段标准滤光片；同时将望远镜机架几何中心轴指向疑似瞬变源目标，进行目标星象的多波段图像数据采集。
62.步骤三，对步骤二中疑似瞬变源目标的多波段图像数据进行处理比对，针对疑似瞬变源目标，对u、g、r、i波段下的图像数据提取星等信息及拟合的光变曲线，当4个波段的光变曲线同时具有瞬变源光变特征时，确认其为瞬变源目标，此时瞬变源观测望远镜装置工作状态不变，开展其后继的多波段图像数据采集处理与存储，提取位置与多色光度数据信息，若确认其非瞬变源目标，重新执行步骤一，继续进行搜寻瞬变源目标。
63.本发明的另一方面提供一种安装有所述瞬变源观测系统的望远镜观测装置，所述观测装置设置有：
64.基座，用于固定和支撑安装在其上的部件及设备；
65.赤道仪，安装在基架座之上，赤道仪上安装望远镜机架，赤道仪用于控制望远镜机架运动及望远镜机架几何中心轴指向预设的天区位置；
66.望远镜机架，望远镜机架几何中心轴与赤道仪相连，同时连接安装4个支臂，所有支臂处于同一平面，每个支臂端点安装一个单轴转台，转台转动轴与支臂处于同一平面，并垂直于支臂端点与望远镜机架几何中心点的连线，4个转台相对位置为在同一平面内以望远镜机架几何中心点为中心的正方形4个顶点处，单轴转台含有两个限位开关，用于限制转台转动方向和转动范围，限位开关将转台转动范围限制在0
°
～9.899
°
范围内，其中0
°
位置设定为a位置，定义为转台带动的望远镜系统光轴平行于望远镜机架几何中心轴的位置；9.899
°
位置设定为b位置，定义为转台带动的望远镜系统光轴指向地心方向与望远镜机架几何中心轴夹角呈9.899
°
位置；
67.望远镜系统，主要部件包括望远镜镜筒、滤光片转轮、ccd相机，望远镜系统共有4个，分别固定于4个转台之上，望远镜镜筒为折射式结构，有效通光口径15cm，望远镜光学视场为14
°
*14
°
，望远镜镜筒后端装配滤光片转轮，滤光片转轮有2个通光孔，保留1个通光孔为空，另一个通光孔安装一块滤光片，4个望远镜镜筒的滤光片各不相同，分别为sdss测光系统u、g、r、i波段标准滤光片，滤光片后端配备ccd相机，用于采集光学图像信息。
68.本发明的另一方面提供一种运行所述望远镜观测装置方法的望远镜控制系统，所述望远镜控制系统包括：
69.望远镜主控分系统，用于选择和控制望远镜系统的工作状态，实现瞬变源搜寻观测、多色认证与后随观测功能；
70.运动控制分系统，用于控制望远镜装置的转动方向和转动速度及指向位置，以及控制机架的4个单轴转台转动方向和转动位置，实现对瞬变源目标的搜寻与跟踪观测；
71.图像处理分系统，用于提取和识别图像数据中的瞬变源目标，获取瞬变源多色光度数据和位置信息；
72.时间分系统，用于为望远镜系统采集的图像数据、望远镜主控分系统、运动控制分
系统提供时间信息。
73.本发明是实现较大监视天区的搜寻识别与多波段后继观测功能的瞬变源观测系统。本发明对瞬变源具有快速响应后继观测能力，有利于瞬变源目标多波段确认，以及获取其暴发至光极大时阶段的多波段光度信息，本发明具有覆盖天区广、响应速度快、系统集成度高等优点，对瞬变源目标确认和定位、及后继的多波段光度观测处理速度大大提高。
74.实施例2
75.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种望远镜控制装置、系统、方法、存储介质，
76.本发明实施例提供的瞬变源望远镜观测装置的控制方法包括以下步骤：
77.(1)本装置初始状态设定为瞬变源搜寻状态，通过控制程序及图像处理软件对同一天区拍摄的时间序列图像进行处理；
78.(2)判别图像中存在疑似瞬变源目标后，本装置切换至瞬变源多色检验与观测状态，将望远镜支架几何中心轴指向疑似瞬变源目标，采集目标的多波段图像数据，完成对瞬变源目标的确认；
79.(3)若确认其为瞬变源目标，开展后随的位置信息和多波段光度数据采集工作；若确认其非瞬变源目标，本装置切换回瞬变源搜寻状态，继续对其他天区拍摄时间序列图像，搜寻瞬变源目标。
80.如图2所示，本实施例中提供瞬变源观测装置的控制系统包括：
81.望远镜主控分系统，用于选择和控制望远镜系统的工作状态，实现的瞬变源搜寻、多色认证与后随观测功能；
82.运动控制分系统，用于控制望远镜装置的转动方向和转动速度及指向位置，以及控制机架的4个单轴转台转动方向和转动位置，实现对瞬变源目标的搜寻与跟踪观测；
83.图像处理分系统，用于提取和识别图像数据中的瞬变源目标，获取瞬变源多色光度数据和位置信息；
84.时间分系统，用于为望远镜系统采集的图像数据、望远镜主控分系统、运动控制分系统提供时间信息。
85.如图3所示，本实施例中提到的望远镜控制装置包括：
86.1、基座：赤道式望远镜机架结构，用于固定至水平地面，并安装赤道仪及其上相关装置；
87.2、赤道仪：空载重量100kg，跟踪转动范围：赤经轴：
±
170
°
，赤纬轴：-42.5
°
～95
°
，轴系晃动精度：优于2
″
，轴角编码器：24位，负载：两侧各大于300kg；角速度：赤经0.001
°
/s～20
°
/s，赤纬0.001
°
/s～10
°
/s，角加速度：赤经≥10
°
/s2赤纬≥5
°
/s2，赤纬调节范围：
±
1.5度，具有机械调整结构；赤经调节范围：
±
1.5度，赤经轴与大地水平面夹角44度，具有机械调整结构。
88.3、望远镜机架：空载重量100kg，具有四个支臂，处同一平面呈90
°
均匀分布，其几何中心轴位置通过螺栓与赤道仪连接，每个支臂端点安装单轴转台，转台转动轴与支臂处于同一平面，并垂直于支臂端点与望远镜机架几何中心点的连线，4个转台相对位置为在同一平面内以望远镜机架几何中心点为中心的正方形4个顶点处，转台含有两个限位开关，用于限制转台转动方向和转动范围，转台转动范围为0
°
～9.899
°
，其中0
°
位置设定为a位置，
定义为转台带动的望远镜系统光轴平行于机架几何中心轴的位置；9.899
°
位置设定为b位置，定义为转台带动的望远镜系统光轴指向地心方向与机架几何中心轴夹角呈9.899
°
位置。转台轴系晃动精度小于2
″
，转台角速度：0.001
°
/s～20
°
/s，转台角加速度大于10
°
/s2。
89.4、望远镜系统，主要部件包括望远镜镜筒、滤光片转轮、ccd相机，望远镜系统共有4个，分别固定于4个转台之上，望远镜镜筒为折射式结构，有效通光口径15cm，望远镜光学视场为14
°
*14
°
，望远镜镜筒后端装配滤光片转轮，滤光片转轮有2个通光孔，保留1个通光孔为空，另一个通光孔安装一块滤光片，4个望远镜镜筒的滤光片各不相同，分别为sdss测光系统g、r、i、z波段标准滤光片，滤光片后端配备ccd相机，用于采集光学图像信息。望远镜镜筒(单个)的有效通光口径：150
±
2mm(直径)；焦距：150mm
±
3mm；工作波长：380～900nm，探测能力：19等天光条件下，优于14星等；光学效率：≥70％；光学视场为14
°
*14
°
，测量精度：优于9.0
″
(rms)；使用温度：-30℃至30℃。科学级相机：kl4040；分辨率4k*4k，像元9um。
90.如图4所示，本技术方案的工作原理为：本装置具有两种工作状态，其一是瞬变源搜寻状态，在此状态下机架4个转台带动望远镜系统旋转至b位置，并保持望远镜系统固定不动，同时望远镜系统中滤光片转轮切换至无滤光片通光孔；
91.其二是瞬变源多色认证与观测状态，这一工作状态下望远镜机架4个转台带动望远镜系统旋转至a位置，并保持望远镜系统固定不动，同时赤道仪带动机架转动，使机架几何中心轴指向设定位置，并控制望远镜系统的滤光片转轮切换滤光片，使4个望远镜镜筒分别处于u、g、r、i波段标准滤光片；这两种工作状态下望远镜系统中的ccd相机按固定频率拍摄图像。
92.本装置初始状态为瞬变源搜寻状态，此时本装置单次拍摄图像可以覆盖784平方度的天区，经过对同一天区拍摄的时间序列图像进行处理，判别图像中存在疑似瞬变源目标后，本装置切换至瞬变源多色认证与观测状态，将机架几何中心轴指向疑似瞬变源目标，采集目标的多波段图像数据，完成对瞬变源目标的认证，若认证其为瞬变源目标，保持本装置工作状态不变，开展后随的位置信息和多波段光度数据采集工作；若确认其非瞬变源目标，本装置切换回瞬变源搜寻状态，继续对其他天区拍摄时间序列图像，搜寻瞬变源目标。
93.每台望远镜系统均匹配图形工作站，对获取的观测数据进行实时处理，通过星象光度变化的实时监测，识别符合条件的瞬变源目标观测图像，并存储到数据库，以及瞬变源目标后随观测数据的采集存储。若未发现瞬变源目标，则不存储观测图像，继续进行数据采集工作。
94.本发明的关键点和欲保护点为：
95.(1)将大视场拼接观测方式(望远镜光轴非平行的b状态)与多筒望远镜观测方式(望远镜光轴平行的a状态)相结合，这两种观测方式都已存在，但二者结合未见报道；
96.(2)a状态与b状态结合方式能覆盖目前对瞬变源天体观测的常规流程：发现-验证-后继观测的全覆盖，实现快速响应。
97.本发明的地基光学瞬变源搜寻与观测的主要流程为：1天基卫星发送预警信号/地基望远镜搜寻发现———2地基光学望远镜采用多波段测光/光谱观测进行目标确认———3地基望远镜进行后继光学观测。
98.在1阶段中地基光学搜寻与观测瞬变源的方案主要以小口径大视场望远镜形成阵列，尽可能的覆盖更大的天区，如第九条中提到的专利所述，目前已有的国内的是国家天文
台的gwac项目，这类项目为了提高对瞬变源的探测灵敏度，搜寻过程中不使用滤光片，因此在发现瞬变源后没有后继瞬变源确认和观测功能，不能进行2阶段和3阶段，2、3阶段是通过1阶段的定位信号另外采用大口径望远镜进行观测，1、2阶段由于信号的传递存在时间消耗，对于部分短时标目标存在错过一部分爆发阶段的光学数据，本发明通过对望远镜系统的运动控制可以将1、2阶段相结合，能够将可能错过的爆发阶段光学数据采集到。
99.本发明的替代方案可以为每个望远镜镜筒安装一个转台，独立控制分别扫描不同区域执行第七条中所述1阶段，发现目标后再切换滤光片共同指向相同位置进行如前所述2阶段，但这一方案由于增加转台数量增加成本；
100.或者第三条中提到的各个望远镜镜筒光轴不平行状态下更改滤光片转轮，转轮中滤光片数量从1个增加为4个，这样镜筒不转动，有需要进行2阶段，控制滤光片转轮切换波段采集图像，这一方案滤光片转轮尺寸会增加，增加成本，同时转轮切换引入各波段光学数据存在时间不同步误差。
101.下面结合实验结果对本发明作进一步描述。
102.其中图5为本发明实施例提供的利用本发明开展大视场拼接观测方式(望远镜光轴非平行的b状态)下开展大天区瞬变源搜寻状态的实际拍摄照片。
103.图6为本发明实施例提供的利用本发明开展多筒望远镜观测方式(望远镜光轴平行的a状态)下同一个目标位置处于u、g、r、i波段滤光片的实际拍摄照片。
104.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
105.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
106.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。