主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统技术方案

技术编号:44516088 阅读:21 留言:0更新日期:2025-03-07 13:10
本发明专利技术涉及一种主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,包括上位机、高精度旋转跟踪装置、折叠光路装置和光电检测补偿装置;高精度旋转跟踪装置包括电机控制器、方位角跟踪机构和高度角跟踪机构,电机控制器用于接收上位机指令,电机控制器驱动方位角跟踪机构和高度角跟踪机构动作,实现对太阳的精确追踪;折叠光路装置包括入光反射镜、固定反射镜和出光反射镜;光电检测补偿装置通过CMOS面阵相机捕捉太阳光斑信息并上传至图像处理装置,将偏差信息传送至上位机的数据处理模块。本发明专利技术能够实现对太阳光实时精确跟踪,确保设备在各种环境条件下稳定运行,满足高精度、小型化、实时跟踪太阳监测大气环境的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大气环境观测领域,更具体地说,涉及一种主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统


技术介绍

1、高分辨率ftir光谱仪在大气污染物监测中具有重要应用,能够精确反演出大气中的污染物成分和浓度。现有国产高分辨率ftir设备存在小型化与高分辨率难以兼顾的问题,设备体积较大,限制了其在空间受限场景中的应用。长寿命大气污染物反演算法不完善,无法满足长期稳定监测的需求,且现有太阳跟踪系统精度不足,无法适应高分辨率光谱仪对太阳光精度的要求,导致观测数据准确性降低。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题在于,提供一种主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其能够实现对太阳光实时精确跟踪,确保设备在各种环境条件下稳定运行。

2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,包括上位机、高精度旋转跟踪装置、折叠光路装置和光电检测补偿装置;

3、所述高精度旋转跟踪装置包括电机控制器、方位角跟踪机构和高度角跟踪机构,所述电机控制器用于接收上位机指令,电机控本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其特征在于,包括上位机、高精度旋转跟踪装置、折叠光路装置和光电检测补偿装置;

2.根据权利要求1所述的主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其特征在于,所述上位机包括太阳跟踪算法模块和数据处理模块,太阳跟踪算法模块根据获取的时间与空间信息并实时计算出太阳的方位角和高度角,数据处理模块根据计算的结果进行数据换算并通过串口通讯发送指令至电机控制器,驱动高精度旋转跟踪装置实时追踪太阳。

3.根据权利要求2所述的主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其特征在于,所述太阳跟踪算法模块获取当前的时间、地理位置、海拔等信息,完成儒略日和世...

【技术特征摘要】

1.一种主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其特征在于,包括上位机、高精度旋转跟踪装置、折叠光路装置和光电检测补偿装置;

2.根据权利要求1所述的主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其特征在于,所述上位机包括太阳跟踪算法模块和数据处理模块,太阳跟踪算法模块根据获取的时间与空间信息并实时计算出太阳的方位角和高度角,数据处理模块根据计算的结果进行数据换算并通过串口通讯发送指令至电机控制器,驱动高精度旋转跟踪装置实时追踪太阳。

3.根据权利要求2所述的主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其特征在于,所述太阳跟踪算法模块获取当前的时间、地理位置、海拔等信息,完成儒略日和世纪数的计算,通过周期项的求和,计算地球的日心经度、日心纬度和地球与太阳的距离;将日心坐标转换为地心坐标,得到太阳的地心经度和地心纬度,通过赤经和赤纬修正,计算出太阳的高度角和方位角。

4.根据权利要求1所述的主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其特征在于,所述图像处理装置采用otsu算法处理图像,通过分析输入图像统计每个灰度级的像素数形成灰度直方图,将直方图归一化使得每个灰度级的概率之和为1,计算小于当前灰度级的像素的累计概率和累计均值,对于每个可能的阈值计算类间方差,寻找使类间方差最大化的最优阈值,根据找到的最优阈值进行图像分割,输出二值图像;计算太阳质心坐标与图像中心的偏差,并将偏差数据发送至上位机,实时修正跟踪误差,确保光斑始终保持在视场中心。

5.根据权利要求1所述的主被动跟踪相结合的精密太阳跟踪系统,其特征在于,所述高精度旋转跟踪装置包括电机控制器、方位角跟踪机构和高度角跟踪机构,电机控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨琨周贱根杜勇江陈勇旭李华庆吕春昊傅长舟
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:

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