[发明专利]基于太阳光参照系统的定日镜精确控制装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于太阳光参照系统的定日镜精确控制装置及方法，所述装置包括光敏检测电路、GPS定位模块和信号传输电路，利用该装置实现定日镜精确控制的方法，包括以下步骤：首先将硬件电路置于定日镜镜面正下方的密封模块中，且密封模块的上表面与镜面平行，阳光透过镜面上的小孔照射到光敏检测电路上，其次通过光敏检测电路和GPS定位模块进行采样，计算定日镜的校正误差系数，最后利用校正误差系数计算出定日镜当前需要调整的角度信息；本发明具有如下显著优点：结构简单紧凑，成本低，安装简单，操作方便；校正效率高，不易受到环境的影响；使太阳光线更加精准地反射到目标位置，确保定日镜的可靠性和安全性。

主权项

1.一种基于太阳光参照系统的定日镜精确控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(A)通过光敏检测电路(1)和GPS定位模块(2)进行采样，计算出定日镜的校正误差系数，具体计算方法为：(a1)转动需要采样的定日镜的高度角θ1和方位角θ2，使该定日镜的入射光线垂直照射到光敏检测电路(1)上，保存采样次数N、采样时间T、太阳高度角hs、太阳方位角θs、定日镜转动的方位角θ1、定日镜转动的高度角θ2及定日镜中心位置(Xo,Yo,Zo)；(a2)计算每一次采样后的非线性式子根据计算出定日镜中心点对太阳的单位相量为：由于太阳光线是垂直照射到定日镜的镜面(4)，射光线、反射光线、法线三线合一，故法线的单位向量为：由旋转矩阵原理可知，获得该采样时的非线性式子为：其中：为欧拉角表示的定日镜装置安装和加工上的校正误差系数，θ₁为定日镜转动的方位角、θ₂为定日镜转动的高度角；(a3)将N次采样后的非线性式子组成非线性方程式，求解得到该定日镜的校正误差系数；(B)利用校正误差系数计算出定日镜当前需要调整的角度信息，具体方法为：(b1)获取该时刻的太阳高度角h_s和太阳方位角θ_s，根据计算太阳对镜面(4)中心的入射光线的单位向量为：(b2)通过GPS定位模块(2)获得该时刻的定日镜中心点的位置信息(X_o,Y_o,Z_o)，获得目标位置信息(X_R,Y_R,Z_R)，计算出反射光线的单位向量(b3)镜面(4)法线满足下列关系：由步骤(A)所求校正误差系数计算得到当前定日镜转动的方位角和定日镜转动的高度角。