[实用新型]CCD天顶望远镜电控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电控系统，具体地是涉及设计一种用于CCD天顶望远镜的电控系统。

背景技术

CCD天顶望远镜是天体测量仪器，为适应流动观测的需要，电控系统要尽量小型化、高自动化、易操作，根据目前国内外的技术发展趋势，嵌入式系统开发在电控技术领域已经占据着越来越重要的地位，基于EDK开发平台的FPGA嵌入式系统已广泛应用，但是国外同类仪器的电控系统很复杂，因此，在国内自行研制的设备上采用嵌入式开发很有必要，使用EDK开发平台的FPGA嵌入式系统，可以避免采用大的机箱或者机柜增加系统体积和重量，同时结构简单、可靠、功能多、扩充性强。采用一小块核心板加上简单的外围电路就可以完成整个CCD天顶望远镜的控制工作，增加或者改变功能仅在EDK的开发环境下修改驱动就可，易于维护和升级开发。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是利用FPGA嵌入式系统的开发技术，实现满足高精度天体测量的CCD天顶望远镜流动观测需要的电控系统。

一种用于满足CCD天顶望远镜(DZT)流动观测需要的电控系统，远程控制机、无线串口模块、前沿控制机、FPGA总控模块、粗置平模块、精置平模块、CCD相机曝光控制模块和望远镜本体。其中粗置平模块、精置平模块、定位模块和CCD相机曝光模块分别固定在CCD天顶望远镜本体上，又分别与FPGA总控模块的I／O端口连接；FPGA总控模块的通讯串口与前沿控制机相连接，前沿控制机通过无线串口模块与远程控制机通讯；CCD相机的图像数据与前沿控制机通过USB端口连接。

所述粗置平模块包括陀螺仪和3个直流电机，陀螺仪输出的是望远镜的水平倾斜值(±1.2′)，FPGA总控模块根据望远镜的倾斜值驱动3个直流电机进行粗置平；所述精置平模块包括高精度倾斜仪、3个相对光栅传感器、3个直流电机，FPGA总控模块读取高精度倾斜仪输出的水平倾斜值(±2′)，FPGA总控模块根据倾斜值驱动3个直流电机进行精置平，同时FPGA总控模块读取相对光栅的输出值。

所述定位模块包括绝对光栅、步进电机，FPGA总控模块读取绝对光栅的位置信息，确定CCD天顶望远镜当前的位置信息后，根据观测需要，FPGA总控模块驱动步进电机进行到位，与绝对光栅组成一个闭环控制系统。所述CCD相机曝光控制模块包括GPS模块和CCD相机模块，FPGA总控模块读取GPS输出的时间和地理位置信息，并且根据GPS输出的秒信号输出与秒信号同步的曝光信号，控制CCD相机曝光，同时前沿机通过USB接口下载CCD相机图像。

本实用新型的优点是，基于FPGA的嵌入式开发的电控系统可以实现CCD天顶望远镜的自动化观测，其结构简洁、高自动化、易维护、可调性非常强、易于升级开发。

附图说明

图1是本实用新型涉及的基于FPGA开发的CCD天顶望远镜电控系统整体框图。

具体实施方式

本实用新型的电控系统原理如下，基于EDK开发环境的FPGA控制单元实现对系统各个模块协调控制。根据所述的模块中相应传感器的信息进行分析判断，执行相应的响应程序。

如图1所示，CCD天顶望远镜(DZT)的电控系统，包括远程控制机、无线串口模块、前沿控制机、FPGA总控模块、粗置平模块、精置平模块、CCD相机曝光模块和望远镜本体。其中粗置平模块、精置平模块、定位模块和CCD相机曝光模块分别固定在CCD天顶望远镜本体上，又分别与FPGA总控模块的I／O端口连接；FPGA总控模块的通讯串口与前沿控制机相连接，前沿控制机通过无线串口模块与远程控制机通讯；CCD相机的图像数据与前沿控制机通过USB端口连接。

所述粗置平模块包括陀螺仪和3个直流电机，陀螺仪输出的是望远镜的水平倾斜值(±1.2′)，FPGA总控模块根据望远镜的倾斜值驱动3个直流电机进行粗置平；所述精置平模块包括高精度倾斜仪、3个相对光栅传感器、3个直流电机，FPGA总控模块读取高精度倾斜仪输出的水平倾斜值(±2′)，FPGA总控模块根据倾斜值驱动3个直流电机进行精置平，同时FPGA总控模块读取相对光栅的输出值。

所述定位模块包括绝对光栅、步进电机，FPGA总控模块读取绝对光栅的位置信息，确定CCD天顶望远镜当前的位置信息后，根据观测需要，FPGA总控模块驱动步进电机进行到位，与绝对光栅组成一个闭环控制系统。所述CCD相机曝光控制模块包括GPS模块和CCD相机模块，FPGA总控模块读取GPS输出的时间和地理位置信息，并且根据GPS输出的秒信号输出与秒信号同步的曝光信号，控制CCD相机曝光，同时前沿机通过USB接口下载CCD相机图像。