自動導星裝置

自動導星裝置完成自動導星的裝置01導星的必要性分類光電導星技術(shù)簡介目錄0302基本信息自動導星裝置是指完成自動導星的裝置。由于系統(tǒng)誤差的影響，對觀測天體的長時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。導星技術(shù)就是為了消除這種星相的低頻漂移。最簡單的導星方法是人工導星，雖然它是最原始的，但在現(xiàn)有一些望遠鏡，特別是科普望遠鏡上仍然采用。大多數(shù)科研用的望遠鏡則采用自動導星。自動導星的執(zhí)行系統(tǒng)主要是軸系驅(qū)動系統(tǒng)。導星的必要性導星的必要性望遠鏡跟蹤目標的運動主要靠軸系驅(qū)動完成；但由于受到驅(qū)動系統(tǒng)本身（包括機械系統(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，觀測目標運行規(guī)律與望遠鏡跟蹤設(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，用赤道式望遠鏡觀測時需沿赤緯方向進行調(diào)正；再如觀測人造天體時，如預期軌道存在誤差時也會影響到跟蹤。望遠鏡導星就是進一步校正跟蹤誤差的運動。導星系統(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)行機構(gòu)。從廣義上講，導星系統(tǒng)也是望遠鏡軸系控制的一部分，但其探測的對象是觀測目標本身，因此是最直觀的，從而也是最有效的。

光電導星技術(shù)簡介光電導星技術(shù)簡介光電導星的控制機制是通過微量調(diào)整望遠鏡軸角位置，使在給定接收器輸出中的輸出信號為極值。這種極值控制的方法，目標明確，可以達到極高的精度。精確的光電導星可以滿足長時間照相工作和分光工作的要求。自動導向裝置一般采用光電導星技術(shù)。光電導星的發(fā)展已經(jīng)有相當長的歷史，從探測器類型上，主要有以下幾種光電導星技術(shù)。早期的光電導星方法有四棱體反射鏡式的連續(xù)導星、半圓片光通量調(diào)制式導星、象限式的光電倍增管導星、析像管導星等。近期發(fā)展的導星方法有CCD導星、Reticon導星、電視導星等。從各環(huán)節(jié)功能上．光電自動導星系統(tǒng)可以分為以下幾個環(huán)節(jié)：光電探測、誤差計算和誤差校正。在光電探測環(huán)節(jié)中探測器獲得星相的實際位置；通過誤差計算環(huán)節(jié)將星相的實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)將位置誤差信號送給控制器，由控制器自動完成校正。對于伺服控制系統(tǒng)來說，光電導星就是在原有的位置伺服驅(qū)動系統(tǒng)上再外加一個大閉環(huán)，用各種光電探測器作為檢測元件，實時檢測星像偏離視場的信號并實時提供誤差補償信號。

分類CCD導星半圓片光通量調(diào)制式導星分類半圓片光通量調(diào)制式導星半圓片光通量調(diào)制式導星的調(diào)制部分結(jié)構(gòu)由南京天文儀器廠研制的2.16m望遠鏡中的光電導星系統(tǒng)是采用半圓片光通量調(diào)制式導星，它主要由半圓旋轉(zhuǎn)片、微型同步電機以及二相發(fā)電機、法布里透鏡和光電倍增管所組成。其工作原理簡述如下：同步電機通過齒輪帶動半圓片和二棚發(fā)電機同步旋轉(zhuǎn)，二相發(fā)電機旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生相位相差90°的正弦余弦信號，該信號作為自動導星時的基準信號；半圓旋轉(zhuǎn)片位于導星物鏡的焦平面上，其旋轉(zhuǎn)軸與物鏡光軸重合，當星光位于光軸上時，光通量被物鏡聚焦在焦平面上，此時半圓片旋轉(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是一個常量；而當星光偏離光軸時，由于半圓旋轉(zhuǎn)片的調(diào)制，此時接收到的星光信號已不再是一個常量，它相對于基準信號發(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。這時要選擇小暗電流高增益的管型，并通過機械方式對光信號進行調(diào)制，可以在很大程度上提高信噪比。微弱的星比信號，被頻率為幾十赫茲的機械調(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，輸出信號通過一定放大然后送到帶寬很窄的帶通濾波器，這時除有用信號可以通過外，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導星系統(tǒng)的工作原理

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