自動(dòng)導(dǎo)星裝置

自動(dòng)導(dǎo)星裝置完成自動(dòng)導(dǎo)星的裝置01導(dǎo)星的必要性分類光電導(dǎo)星技術(shù)簡介目錄0302基本信息自動(dòng)導(dǎo)星裝置是指完成自動(dòng)導(dǎo)星的裝置。由于系統(tǒng)誤差的影響，對(duì)觀測天體的長時(shí)間跟蹤可能造成的后果是星像在視場中慢慢漂移，并最終飄離視場，丟失目標(biāo)。導(dǎo)星技術(shù)就是為了消除這種星相的低頻漂移。最簡單的導(dǎo)星方法是人工導(dǎo)星，雖然它是最原始的，但在現(xiàn)有一些望遠(yuǎn)鏡，特別是科普望遠(yuǎn)鏡上仍然采用。大多數(shù)科研用的望遠(yuǎn)鏡則采用自動(dòng)導(dǎo)星。自動(dòng)導(dǎo)星的執(zhí)行系統(tǒng)主要是軸系驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。導(dǎo)星的必要性導(dǎo)星的必要性望遠(yuǎn)鏡跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)主要靠軸系驅(qū)動(dòng)完成；但由于受到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)本身（包括機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)）誤差，以及環(huán)境溫度變化、大氣折射、地球自轉(zhuǎn)不均勻等外部因素的影響，總存在一定的跟蹤誤差。除此以外，觀測目標(biāo)運(yùn)行規(guī)律與望遠(yuǎn)鏡跟蹤設(shè)定的模式的差異也是產(chǎn)生跟蹤誤差的因素。例如太陽運(yùn)行軌道是黃道，而黃道和赤道之問有23.5°的傾角，用赤道式望遠(yuǎn)鏡觀測時(shí)需沿赤緯方向進(jìn)行調(diào)正；再如觀測人造天體時(shí)，如預(yù)期軌道存在誤差時(shí)也會(huì)影響到跟蹤。望遠(yuǎn)鏡導(dǎo)星就是進(jìn)一步校正跟蹤誤差的運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)星系統(tǒng)同其他控制系統(tǒng)一樣，由兩部分組成：誤差探測系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。從廣義上講，導(dǎo)星系統(tǒng)也是望遠(yuǎn)鏡軸系控制的一部分，但其探測的對(duì)象是觀測目標(biāo)本身，因此是最直觀的，從而也是最有效的。

光電導(dǎo)星技術(shù)簡介光電導(dǎo)星技術(shù)簡介光電導(dǎo)星的控制機(jī)制是通過微量調(diào)整望遠(yuǎn)鏡軸角位置，使在給定接收器輸出中的輸出信號(hào)為極值。這種極值控制的方法，目標(biāo)明確，可以達(dá)到極高的精度。精確的光電導(dǎo)星可以滿足長時(shí)間照相工作和分光工作的要求。自動(dòng)導(dǎo)向裝置一般采用光電導(dǎo)星技術(shù)。光電導(dǎo)星的發(fā)展已經(jīng)有相當(dāng)長的歷史，從探測器類型上，主要有以下幾種光電導(dǎo)星技術(shù)。早期的光電導(dǎo)星方法有四棱體反射鏡式的連續(xù)導(dǎo)星、半圓片光通量調(diào)制式導(dǎo)星、象限式的光電倍增管導(dǎo)星、析像管導(dǎo)星等。近期發(fā)展的導(dǎo)星方法有CCD導(dǎo)星、Reticon導(dǎo)星、電視導(dǎo)星等。從各環(huán)節(jié)功能上．光電自動(dòng)導(dǎo)星系統(tǒng)可以分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：光電探測、誤差計(jì)算和誤差校正。在光電探測環(huán)節(jié)中探測器獲得星相的實(shí)際位置；通過誤差計(jì)算環(huán)節(jié)將星相的實(shí)際位置與理論位置相比較得到誤差的大小和方向；在誤差校正環(huán)節(jié)將位置誤差信號(hào)送給控制器，由控制器自動(dòng)完成校正。對(duì)于伺服控制系統(tǒng)來說，光電導(dǎo)星就是在原有的位置伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上再外加一個(gè)大閉環(huán)，用各種光電探測器作為檢測元件，實(shí)時(shí)檢測星像偏離視場的信號(hào)并實(shí)時(shí)提供誤差補(bǔ)償信號(hào)。

分類CCD導(dǎo)星半圓片光通量調(diào)制式導(dǎo)星分類半圓片光通量調(diào)制式導(dǎo)星半圓片光通量調(diào)制式導(dǎo)星的調(diào)制部分結(jié)構(gòu)由南京天文儀器廠研制的2.16m望遠(yuǎn)鏡中的光電導(dǎo)星系統(tǒng)是采用半圓片光通量調(diào)制式導(dǎo)星，它主要由半圓旋轉(zhuǎn)片、微型同步電機(jī)以及二相發(fā)電機(jī)、法布里透鏡和光電倍增管所組成。其工作原理簡述如下：同步電機(jī)通過齒輪帶動(dòng)半圓片和二棚發(fā)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，二相發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生相位相差90°的正弦余弦信號(hào)，該信號(hào)作為自動(dòng)導(dǎo)星時(shí)的基準(zhǔn)信號(hào)；半圓旋轉(zhuǎn)片位于導(dǎo)星物鏡的焦平面上，其旋轉(zhuǎn)軸與物鏡光軸重合，當(dāng)星光位于光軸上時(shí)，光通量被物鏡聚焦在焦平面上，此時(shí)半圓片旋轉(zhuǎn)恰好只讓一半光通量通過，從光電倍增管輸出所得到的信號(hào)是一個(gè)常量；而當(dāng)星光偏離光軸時(shí)，由于半圓旋轉(zhuǎn)片的調(diào)制，此時(shí)接收到的星光信號(hào)已不再是一個(gè)常量，它相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生了相位和幅值的變化，在一定范圍內(nèi)，幅值的變化反映了星光偏離光軸的多少，相位的變化則反映了偏離的方向。在星等很高的弱光測量中，其暗電流或者暗噪音是提高測量靈敏度和精度的主要限制。這時(shí)要選擇小暗電流高增益的管型，并通過機(jī)械方式對(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，可以在很大程度上提高信噪比。微弱的星比信號(hào)，被頻率為幾十赫茲的機(jī)械調(diào)制斬光器斬成矩形脈沖光，此脈沖光照射到光電倍增管陰極上，輸出信號(hào)通過一定放大然后送到帶寬很窄的帶通濾波器，這時(shí)除有用信號(hào)可以通過外，未被調(diào)制的雜散光電流和管子的暗電流產(chǎn)生的影響均被消除。

CCD導(dǎo)星CCD是一種圖像傳感器，是ChargeCoupledDevices（電荷耦合器件）的簡稱，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于非接觸尺寸檢測、圖像傳感、圖像分析、光譜分析、天文觀測、安全監(jiān)控等領(lǐng)域。CCD導(dǎo)星系統(tǒng)的工作原理

如下：（1）CCD用來定期對(duì)天拍攝來獲取引導(dǎo)星的位置。它需要一定數(shù)量的光子才能很好的測量出一個(gè)引導(dǎo)星的位置，如果引導(dǎo)星比較晴．就需要更長的曝光時(shí)間，相應(yīng)的采樣率會(huì)變低。（2）由于光學(xué)系統(tǒng)存在稍微的散光，星體就有可能占據(jù)幾個(gè)像素點(diǎn)，所以需要使用提取星像質(zhì)心算法來得到引導(dǎo)星在CCD芯片坐標(biāo)上的實(shí)際位置。（3）通過與引導(dǎo)星在CCD坐標(biāo)上實(shí)際位置和理論位置相比較計(jì)算，就可以得到誤差向量的大小。（4）CCD坐標(biāo)和望遠(yuǎn)鏡的姿態(tài)的關(guān)系是固定的，它們之間存在同定的