[发明专利]一种移动式可自动捕获星位的天文观测装置

说明书

本发明提供了一种移动式可自动捕获星位的天文观测装置，由天文望远镜、望远镜姿态测量模块、慢速云台和立柱、承重型三角架、卫星定位模块、星历库与星图显示单元以及星位捕获与跟踪控制单元组成。本发明利用云台位置与姿态测量技术、星历库和星图显示技术以及星位自动捕获与跟踪控制技术，使移动式观测设备完全可以达到准专业的天文观测等级，可以为专业天文观测领域提供移动式的高精度观测设备，也可以为普通天文爱好者提供远优于目前所使用的观测设备，特别是借助本发明设计的星历库和星图显示单元可以为用户提供非常方便的寻星过程，显示的虚拟化场景即普及了天文观测常识又给用户带来非凡的现场体验。

技术领域

本发明涉及移动式天文观测的技术领域，特别是指一种移动式可自动捕获星位的天文观测装置。

背景技术

目前天文观测设备主要分为专业和非专业两种，专业观测设备体积巨大且多采用定点观测，少部分可用于移动观测的设备也需要设备专用载车运输以及地平式光电经纬仪配合使用，同样体积庞大根本无法实现在多种地形环境下的移动使用。而非专业观星设备基本上都是采用折射式望远镜配三脚架的方式，虽便于携带但因结构简单未配置自动云台无法实现星位自动捕获和稳定跟踪，特别是对赤经和赤纬变化较快的星体，采用手动跟踪方式需要不断调整云台方位和俯仰角度以适应天体运动，这对于口径在150mm(分辨力0.8角秒)以上的望远镜是难以克服的困难。

目前，在观测设备寻星方面非专业观星设备通常采用手动查找星图并与当前位置所观测到的星图进行逐步对比再辅以人工识别的方式，但星图是随观测位置和时间变换较快的运动图像，特别是在观测星等较高的对象时难以准确识别，这种使用方法严重受限于观测人员的专业和熟练程度。

发明内容

本发明实施例提供了一种移动式可自动捕获星位的天文观测装置，为了解决现有技术中不能对观测到的星图进行实时测量和准确识别的问题。

本发明提供的一种移动式可自动捕获星位的天文观测装置，由天文望远镜、望远镜姿态测量模块、慢速云台和立柱、承重型三角架、卫星定位模块、星历库与星图显示单元以及星位捕获与跟踪控制单元组成；所述天文望远镜包括寻星镜、正像镜和滤光片组成，通过慢速云台和立柱安装在承重三角架上；所述望远镜姿态测量模块安装在天文望远镜镜筒上方，用于实时测量当前望远镜的指向角和俯仰角并将测量数据发送至星位捕获与跟踪控制单元；所述慢速云台和立柱用于通过云台控制器调整水平和俯仰角；所述卫星定位模块安装在慢速云台和立柱上，用于向星历库与星图显示单元以及星位捕获与跟踪控制单元发送观测装置当前的天文时间以及位置信息；所述星历库与星图显示单元用于星历计算和标准天文星图当地时间与位置的实时显示和虚拟化场景体验；所述星位捕获与跟踪控制单元通过采集天文望远镜实时姿态数据、星历数据、当前观测位置和时间信息，解算出天文望远镜当前时刻观测天体所需的方位和俯仰构成的指向角，并由云台控制器完成云台和天文望远镜的对准完成观测对象的捕获，并根据天体运行轨迹进行实时跟踪。

优选地，所述天文望远镜采用折反射式天文望远镜，通光口径为300mm～600mm、放大倍率为50～500倍，F2.8、分辨力为0.15角秒～0.4角秒、可分辨星等为14等～16等；所述姿态测量模块采用弱磁测角传感器，方位和俯仰测量精度不大于0.1度，采样频率为10hz～100hz，接口为RS422/232；所述星定位模块采用紧凑型GPS模块，定位精度不大于10m；所述慢速云台和立柱由两个分别控制方位和俯仰的伺服回路构成，分辨率为0.005度，俯仰角度控制范围为0度～91度，方位角度控制范围为-150度～150度，方位和俯仰角度转速为0.005度/秒～1度/秒，可调。