[发明专利]一种快速指向与跟踪装置及方法

权利要求书

1.一种快速指向与跟踪装置，由计算机、光学系统、滤光片、CCD相机、第一GPS天线、第二GPS天线、GPS/INS主机、连接板、观靶镜、赤道仪、支架构成；其特征在于：光学系统、滤光片、CCD相机、第一GPS天线、第二GPS天线、GPS/INS主机顺次固联在连接板上面；GPS/INS主机获得赤道仪的WGS-84坐标系下的位置坐标、俯仰角、方位角、横滚角；观靶镜固联在连接板下面；连接板安置在赤道仪上；赤道仪安置在支架上；其中CCD相机通过线缆与计算机连接；第一GPS天线通过线缆与GPS/INS主机连接；第二GPS天线通过线缆与GPS/INS主机连接；GPS/INS主机通过线缆与计算机连接；赤道仪通过线缆与计算机连接；计算机接收CCD相机提供的脱靶量信息与赤道仪提供的角度信息，所述计算机通过卡尔曼滤波算法模型生成复合控制时所需俯仰角与方位角，所述卡尔曼滤波算法模型输入量包括光斑位置坐标、赤道仪的俯仰角与方位角。

2.一种快速指向与跟踪的方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）首先将计算机，CCD相机，GPS/INS主机，赤道仪分别通电自检，进入工作状态；

（2）使用光学系统，滤光片，CCD相机对选定的恒星成像，通过光斑质心算法计算光斑位置坐标，调整赤道仪使恒星成像在CCD相机的靶面中心；

（3）通过GPS/INS主机获得赤道仪的WGS-84坐标系下的位置坐标，俯仰角，方位角，横滚角；

（4）调整赤道仪使其俯仰角为零度，横滚角为零度，方位角指向正北方向，实现赤道仪极轴对准；

（5）建立卡尔曼滤波算法模型，模型输入量包括光斑位置坐标，赤道仪的俯仰角与方位角，模型输出量为赤道仪的俯仰角与方位角；

（6）计算机接收CCD相机提供的脱靶量信息与赤道仪提供的角度信息，在计算机通过卡尔曼滤波算法模型后生成复合控制时使所需俯仰角与方位角；

（7）计算机输出的信息控制赤道仪运动，实现对指定恒星的连续指向与跟踪；通过以上步骤完成对选定恒星的指向与跟踪。