申请/专利权人：中国科学院国家天文台

申请日：2021-04-12

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN112950784B

主分类号：G06T17/10

分类号：G06T17/10;G06T17/20;G06F30/23;G06F30/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.07.02#实质审查的生效;2021.06.11#公开

摘要：本发明属于光学天文技术领域，涉及一种地基光学天文台站观测环境分析方法。该方法步骤为：在建立真实地形的三维模型和观测台站内所有建筑的三维模型基础上，利用计算流体动力学软件建立光学天文台站观测环境分析模型。建立参考截面并设置数据采样点，提取仿真湍流强度值以用于分析观测环境。当两台望远镜圆顶附近湍流强度的中值偏差不超过设定阈值时，则认为两台望远镜圆顶的相互干扰可忽略，否则需要优化望远镜圆顶的布局。本发明的有益效果是：本发明的方法能够提供地基光学天文台站内任意点的观测环境信息数据，解决多台望远镜圆顶间相互干扰的问题，为望远镜圆顶的布局优化提供支撑。

主权项：1.一种地基光学天文台站观测环境分析方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：S1建立真实地形模型与光学天文台站内所有建筑的三维模型；具体步骤为：S1.1获取真实地形数据，导入地图绘制软件，按一定的尺寸精度输出光学天文台站区域的等高线；S1.2将S1.1得到等高线数据导入，生成地形三维模型，所述地形三维模型裁剪为观测台站实际长宽尺寸的3～5倍；S1.3将光学天文台站内所有建筑的图纸进行三维建模，或导入已有的三维模型，进行简化处理，得到光学天文台站的所有建筑的三维模型；S1.4将S1.2建立的地形三维模型和S1.3建立的所有建筑模型按光学天文台站的初始布局方案或现有实际布局进行组合，得到地形与天文台站内建筑的三维模型；S2根据S1建立的三维模型创建有限体积网格，确定光学天文台站观测环境分析工况，并进行仿真计算，建立光学天文台站观测环境分析模型；具体步骤为：S2.1将S1.4中建立的地形与天文台站内建筑的三维模型，按流体力学分析方法进行有限体积网格划分；S2.2根据环境工况中的地貌特征，得到地表粗糙度值；所述地表粗糙度值的表征为：无植被：0.005米、草场：0.03米、矮植被：0.1米和灌木丛：0.5米；S2.3根据环境工况中的气象站信息，建立模型边界和初始条件；所述边界和初始条件包括：湍流强度、入口位置、出口位置、初始温度、气压、风速大小和方向；其中，初始温度、风速风向和气压通过对天文台站内气象站的历年数据进行分析获得，且初始温度数据取观测季节的平均温度，北半球的观测季节为每年10月至次年3月；风速和气压均取年度平均数值，风向取当地的主导风向；S2.4将S2.2得到地表粗糙度值和S2.3得到的边界条件和初始条件输入到稳态雷诺平均模型中，建立光学天文台站观测环境分析模型，进行200以上的迭代次数直到残差收敛；S3选择任意两台望远镜圆顶，在所述两台望远镜圆顶的连线方向建立参考面，根据连线方向和主导风向之间是否平行以判断相互干扰情况，如果存在干扰，则在所述参考面内设置采样点，并进一步判断是否需要调整望远镜圆顶的布局；具体步骤为：S3.1选取任意两台望远镜圆顶，若两台望远镜圆顶连线方向与主导风向不平行，则认为两台望远镜圆顶的相互干扰可忽略；S3.2若两台望远镜圆顶连线方向与主导风向平行，沿风向方向建立参考面，同时穿过两台望远镜圆顶，分别取两台望远镜圆顶周围水平尺寸为2D、高度为D的范围，以0.1D为间隔设置数据采样点；所述圆顶周围水平尺寸为2D为距离圆顶前部、后部、顶部各0.5D，D为望远镜圆顶的直径；S3.3分别提取两台望远镜圆顶周围采样点的湍流强度值，并求出湍流强度的中值，如果两台望远镜圆顶附近采样点的湍流强度中值之间的偏差在阈值之内，则认为两台望远镜圆顶的相互干扰可忽略，否则需要调整望远镜圆顶布局；所述阈值的取值范围为0-10％。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院国家天文台 一种地基光学天文台站观测环境分析方法

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