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海克斯康案例 | 近600米射电望远镜如何将精度控制在0.3毫米

国际金属加工网 2021年09月10日

RATAN-600射电望远镜,位于俄罗斯泽连楚克斯卡雅,海拔高度970米、直径576米,由895块矩形射电望远镜反射板及其对应的二级反射器及接收器组成,是世界上最大的单口径射电望远镜。

RATAN-600采用了抛物面带型天线设计。895块大型反射板围绕而成的圆形阵列天线,可将收集的无线电波先投射到二级反射器上,后者接收后再将其反射到接收器上,从而完成电波数据的采集。馈源舱是大型望远镜用来放置接收宇宙信号装置系统的设备,RATAN-600的馈源舱较为特殊,为了不断接收反射镜发射过来的信号,需要将其安装在轨道上,每天定时移动。

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*图片来源于网络

面临测量挑战

RATAN-600采用了部分可动的主动面设计,为了实现不同的观测要求,包括主镜、反射板在内的望远镜组件需随时进行相应调整。传统的调整方法,是由操作人员在现场测量完成的:径向位置使用卷尺测量,倾斜角度的确认则使用数字倾斜仪,其测量精度和测量效率都有待提高。

为帮助RATAN-600实现望远镜组件的自动调整,节省调整时间,提高调整精度,来自Promgeodesiya公司的测量专家进行了一系列相关的测量和实验,并找到了最为合适的测量方法——即使用由全站仪、激光跟踪仪、数字倾斜仪等测量设备所组成的综合测量解决方案。

Leica全站仪实现馈源舱定位测量

RATAN-600面临的主要测量任务有两个,首先是整套系统的定位测量,需要确认馈源舱所在的准确位置,专家们最终选择由全站仪、线性编码器和数字倾斜仪配合使用来解决这一难题。其中,Leica 全站仪用于确认馈源舱驾驶室在轨道上的定位,而数字倾斜仪则完成了馈源舱角度调整的任务。Leica 全站仪在工作时,既可以直接固定在馈源舱驾驶室上,也可以固定在馈源舱附近放置的基座上,通过测量轨道和馈源舱上安装的反射球,可快速准确地完成馈源舱位置的确认,从而方便进行后续测量。

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AT403/ATS600跟踪仪

实现主镜表面的形状检测

而另一项测量任务是确定RATAN-600主镜的表面形状。要实现准确可靠的天文观测,其形状公差必须控制在0.3毫米以内。为了满足这一精度要求,专家们根据主镜的尺寸,提出使用两种设备进行组合测量——借助Leica绝对激光跟踪仪AT403超大的测量范围,来实现参考网络的建立;使用Leica直接扫描式绝对跟踪仪ATS600,来完成主镜表面的快速扫描。

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Leica ATS600的直接扫描功能,使得这项任务能够在最短的时间内完成,将其放置在中心位置,就能够对远处的反射镜进行直接测量。但即使是面对这样一个众所周知极具挑战性的测量任务时,ATS600也能在快速完成主镜面扫描的同时,确保测量精度达到最高要求。

Leica AT403/ATS600激光跟踪仪、Leica全站仪在与其它测量设备相互配合的情况下,很好地完成了RATAN-600射电望远镜极具挑战性的测量任务,提高测量精度的同时,还有效节省了系统的调整时间,为用户提供了一整套高效可靠的综合测量解决方案。

* 更多内容,请点击阅读原文了解。

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(海克斯康制造智能)

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