全日面磁場與活動監測望遠鏡軸系升級*

陳垂裕，郭晶晶，林佳本，鄧元勇

(1.中國科學院國家天文臺太陽活動重點實驗室，北京 100101；2.中國科學院大學，北京 100049)

懷柔太陽觀測基地是在國際太陽物理界享有高知名度的太陽磁場和速度場觀測研究基地和學術研究中心。全日面太陽磁場望遠鏡是懷柔太陽觀測基地的重要設備之一(如圖1)，是國家空間天氣部門支持的重大課題，于2005年12月實現首光，2006年5月通過驗收并投入常規觀測[1]。該望遠鏡主要由Hα望遠鏡和全日面矢量磁場望遠鏡兩部分組成，旨在通過觀測太陽光球大尺度矢量磁場演化和色球活動現象，研究太陽活動爆發的動力學過程和觸發機理[2]。目前，該望遠鏡已經投入觀測超過14年，為了保證望遠鏡的長期穩定運行，提高觀測效率，需要對軸系系統進行改造升級。

全日面太陽磁場望遠鏡是赤道式望遠鏡，部分設計參數如表1。設計之初安裝了光柵鋼帶碼盤作為位置檢測元件，基于此元件構建了相應的位置閉環跟蹤系統[3]。2012年，碼盤發生故障，無法進行望遠鏡的跟蹤導行。望遠鏡無自動指向功能，需要觀測員憑經驗通過手柄控制望遠鏡指向太陽，指向精度不高且效率低。本文針對全日面太陽磁場望遠鏡進行了軸系升級，將高精度的軸上編碼器替代光柵鋼帶碼盤，以更低成本和代價實現望遠鏡位置檢測。使用軸上編碼器作為反饋機構，利用高精度的導行系統跟蹤太陽并記錄太陽實時位置和編碼器數值，建立望遠鏡的坐標體系，實現望遠鏡的指向功能，可在正常觀測時段指向日面中心，提高望遠鏡的觀測效率。……