Контроль отклонения формы, взаимного положения и ориентации элементов зеркальной системы крупных радиотелескопов методом лазерного сканирования
Ю. В. Сотникова1, В. В. Петров2, В. О. Медянников2, В. И. Жаров1, Г. Е. Васильев2
1САО РАН, п. Нижний Архыз, Россия
2ООО «Промгеодезия», г. Санкт-Петербург, Россия
В докладе рассмотрены методы и оборудование для высокоточного лазерного сканирования элементов зеркальной системы крупных радиотелескопов для определения их соответствия проектной форме, взаимного положения и ориентации.
Высокие значения коэффициента использования поверхности антенных систем напрямую зависят от соответствия отражающей поверхности теоретически обоснованной форме и положению элементов зеркальных систем. Своевременный контроль и юстировка формы и положения отражающих поверхностей напрямую влияют на эффективность работы радиотелескопа. Необходимая точность контроля зависит от частоты принимаемого сигнала и достигает десятых долей миллиметра. Для больших антенных систем, с апертурой десятки и даже сотни метров, проведение измерений с такой точностью является сложной задачей.
Современное высокоточное измерительное оборудование, а также применение новых методик наблюдений с последующей обработкой полученных результатов, позволяет достигать необходимой точности определения отклонений формы и взаимного положения элементов зеркальной системы — до десятых долей миллиметра. К такому оборудованию относится сканирующий абсолютный лазерный трекер Leica ATS600. Этот прибор определяет пространственные полярные координаты — горизонтальные углы, вертикальные углы и наклонные расстояния до точек на исследуемой поверхности в безотражательном режиме. По результатам измерений вычисляют пространственные прямоугольные координаты (Xр, Yр, Zp) определяемых точек в системе координат прибора непосредственно на поверхности элементов зеркальной системы радиотелескопа. Затем их перевычисляют в прямоугольную систему координат главного зеркала. На основании получаемых данных вычисляют параметры положения и ориентации элементов ЗС.
Высокая скорость и возможность измерения координат точек на поверхности щитов в безотражательном режиме (непосредственно по поверхности) дают возможность работать при различных ориентациях зеркальной системы по углу места. А современные аппаратно-вычислительные комплексы позволяют собирать, обрабатывать и анализировать получаемые данные о форме щитов главного зеркала в режиме реального времени.
Благодаря разработанной методике и специализированной измерительной оснастке данное оборудование показало высокую эффективность при проведении работ по контролю формы главного зеркала крупных антенных комплексов — РАТАН-600, П2500, ТНА1500, РТФ32.