[發明專利]一種快速指向與跟蹤裝置及方法

有效

• 申請號: 201710305175.7
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107121691B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 趙馨;張雷;宋延嵩;劉云清;董科研
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49;G05D3/10
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

1.一種快速指向與跟蹤裝置，由計算機、光學系統、濾光片、CCD相機、第一GPS天線、第二GPS天線、GPS/INS主機、連接板、觀靶鏡、赤道儀、支架構成；其特征在于：光學系統、濾光片、CCD相機、第一GPS天線、第二GPS天線、GPS/INS主機順次固聯在連接板上面；GPS/INS主機獲得赤道儀的WGS-84坐標系下的位置坐標、俯仰角、方位角、橫滾角；觀靶鏡固聯在連接板下面；連接板安置在赤道儀上；赤道儀安置在支架上；其中CCD相機通過線纜與計算機連接；第一GPS天線通過線纜與GPS/INS主機連接；第二GPS天線通過線纜與GPS/INS主機連接；GPS/INS主機通過線纜與計算機連接；赤道儀通過線纜與計算機連接；計算機接收CCD相機提供的脫靶量信息與赤道儀提供的角度信息，所述計算機通過卡爾曼濾波算法模型生成復合控制時所需俯仰角與方位角，所述卡爾曼濾波算法模型輸入量包括光斑位置坐標、赤道儀的俯仰角與方位角。

2.一種快速指向與跟蹤的方法，其特征在于具體步驟如下：

（1）首先將計算機，CCD相機，GPS/INS主機，赤道儀分別通電自檢，進入工作狀態；

（2）使用光學系統，濾光片，CCD相機對選定的恒星成像，通過光斑質心算法計算光斑位置坐標，調整赤道儀使恒星成像在CCD相機的靶面中心；

（3）通過GPS/INS主機獲得赤道儀的WGS-84坐標系下的位置坐標，俯仰角，方位角，橫滾角；

（4）調整赤道儀使其俯仰角為零度，橫滾角為零度，方位角指向正北方向，實現赤道儀極軸對準；

（5）建立卡爾曼濾波算法模型，模型輸入量包括光斑位置坐標，赤道儀的俯仰角與方位角，模型輸出量為赤道儀的俯仰角與方位角；

（6）計算機接收CCD相機提供的脫靶量信息與赤道儀提供的角度信息，在計算機通過卡爾曼濾波算法模型后生成復合控制時使所需俯仰角與方位角；

（7）計算機輸出的信息控制赤道儀運動，實現對指定恒星的連續指向與跟蹤；通過以上步驟完成對選定恒星的指向與跟蹤。