Method of constructing the primary error matrix of the RT-32 radio telescope in an automated mode

Abstract

2020 was the year of introduction of the Ukrainian new generation radio telescope RT-32 into the experimental operation. The test results of maser hydrogen and hydroxyl lines obtained during the experimental operation confirmed the correctness of the calculations and technological solutions of Ukrainian scientists and manufacturers Consortium. One of the further development directions of RT-32 as a radio astronomical research tool is to increase the accuracy of pointing the radio telescope to radio astronomical sources. One of the further development directions of RT-32 as a radio astronomical research tool is to increase the accuracy of pointing the radio telescope to astronomical radio sources. The latter is to be achieved by automating the processes of guidance error matrices formation and their integration during the observations. The formation of such a matrix presupposes taking into account the structural features of the antenna system and weather condition. The paper presents the results of geodetic measurements of the antenna system surface on different elevation angle, construction of the 3D model of the reflector. The method of constructing the error matrix, which at this stage of research provides the necessary simplicity of perception and interpretation of the obtained results by the human operator, is proposed. The results of the developed method verification using reference radio sources are given and the error matrices of elevation and azimuth pointing (dimension 81x81 elements) obtained with the use of said method are presented. The introduction of the results presented in the article into the radio telescope control system allowed increasing the accuracy of RT-32 radio telescope pointing in the C- and K- bands to the value of ~36″. This work partially was supported by Latvian Council of Science project "Joint Latvian-Ukrainian study of peculiar radio galaxy “Perseus A” in radio and optical bands. Nr: lzp-2020/2-0121".

The method for RT-32 radio telescope error matrix construction in automatic mode. Automatic assesment of tracking errors

“…Емпіричний аналіз точності головного рефлектора РТ-32 [2], попереднє оцінювання смуг частот [5], результати спостережень і реєстрування випромінювання сейфертівської радіогалактики 3С84, мазерів з галактичної молекулярної хмари W3 (рис. 1), радіовипромінювання метанольного мазера з галактичного радіоджерела G188.946+0.886 підтвердили ефективність закладених конструкторських рішень [11] щодо ідеалізованої моделі конструкції, потенційних деформацій зовнішньої обшивки, балочних елементів та регулювальних болтів.…”

“…Побудовані з використанням [2] первинні матриці похибок забезпечили істотне зменшення В ході побудови 3D-моделі радіотелескопа РТ-32 [2] за вихідні дані та обмеження взято припущення розробника антенної системи MARK-4B про поступальний рух осей симетрії антенної системи [11], близькості конструкції її рефлектора до ідеалізованої. В роботі [11] обґрунтовано, що основні навантаження на поверхню рефлектора складаються з вагових, вітрових та теплових, а також навантажень, що виникають під час прискореного руху дзеркала.…”

“…Сумарне навантаження отримувалися лінійною комбінацією кількох складових, наприклад вагові навантаження при будь-якому куті місця є лінійною комбінацією бічного й верхнього вагових навантажень параболічної антени. Побудована первинна матриця похибок [2] виявила невідповідність припущень щодо параболічності головного рефлектора та поступальності руху антенної системи. Це призвело до необхідності коригування моделі оцінювання якості конструкції головного рефлектора та його навантажень з метою покращення її адекватності.…”

“…тації показали, що на поверхні матриці похибок за кутом місця наявні локальні екстремуми (мінімуми та максимуми), які лежать у межах одного відліку побудованої матриці [2].…”

“…Тому наступним кроком у покращенні унікальних характеристик радіотелескопа РТ-32 стало розроблення методу автоматичної побудови матриці похибок на основі сканування за функцією синус, що є логічним продовженням та доповненням розробленої в роботі [2] методики та дозволяє усунути помилки першого та другого роду людини-оператора.…”