[发明专利]一种大视场和高灵敏度的太阳边缘检测方法及系统

说明书

本发明涉及光机电一体化仪器领域，特别涉及一种大视场和高灵敏度的太阳边缘检测方法及系统；在本发明内，由太阳望远镜将太阳光成像在探测器上，再由处于探测器内的集成处理芯片进行信号放大处理，再经过信号处理单元处理，得到太阳边缘信息，探测器采用光电二极管阵列；本发明采用光电二级管阵列做探测器，采用多路集成处理芯片，解决分立二级管太阳边缘位置检测仪器体积大、质量重的问题；解决了CCD或者CMOS焦面角分辨率低、位置信号采集频率低的问题，适合在空间恶劣环境工作，为太阳监测载荷提供快速、准确的太阳边缘位置信息；本发明实现了对太阳的大范围和高精度边缘定位。

技术领域

本发明涉及光机电一体化仪器领域，特别涉及一种大视场和高灵敏度的太阳边缘检测方法及系统。

背景技术

太阳是地球能源的主要来源，其变化和演变过程对地球影响极大。因此，对日观测是天文观测重要的组成部分。为了准确、有效的对太阳进行长期、高精度的观测，需要提供精密对日指向信息，保证观测精度，为太阳观测数据提供准确的位置数据。

以往对太阳边缘位置检测方法均采用分立的二级管探测器、CCD探测器或者CMOS探测器；采用分立的二级管探测器，因为单个探测器的体积大，要求对应的光机结构尺寸大，方可保证太阳图像的边缘在探测器的感光面上；采用CCD或者CMOS探测器，因为面阵探测器的像元个数多，致使获得位置信号的频率低；因为探测器像元尺寸小，探测器的动态范围小，致使高灵敏度太阳边缘检测仪所能探测到的位置信息的线性范围小，位置精度不高，响应速度慢。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种大视场和高灵敏度的太阳边缘检测方法，采用光电二级管阵列做探测器，采用多路集成处理芯片，解决分立二级管太阳边缘位置检测仪器体积大、质量重的问题；解决了 CCD或者CMOS焦面角分辨率低、位置信号采集频率低的问题，适合在空间恶劣环境工作，为太阳监测载荷提供快速、准确的太阳边缘位置信息；还提供了一种大视场和高灵敏度的太阳边缘检测系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种大视场和高灵敏度的太阳边缘检测方法，其中，太阳望远镜将太阳光成像在探测器上，再由处于所述探测器内的集成处理芯片进行信号放大处理，再经过信号处理单元处理，得到太阳边缘信息，其中，所述探测器采用光电二极管阵列。

作为本发明的一种改进，在光电二极管阵列的面阵中，每一个光电二极管记录太阳边缘位置，同时输出光电信号。

作为本发明的进一步改进，每一个光电二极管输出的光电信号经过集成处理芯片处理，得到太阳边缘灰度值。

作为本发明的更进一步改进，信号处理单元根据太阳边缘灰度值计算得到太阳边缘和中心位置。

作为本发明的更进一步改进，光电二极管阵列记录太阳边缘位置，从而确定光电二极管阵列中的两对或两对以上的处于太阳边缘位置的不同位置的光电二极管，利用相对应的差分输出信号给出精确的太阳边缘位置。

作为本发明的更进一步改进，太阳边缘位置发生变化，照射到光电二极管上的太阳面积发生变化，产生的光电信号也会发生变化，通过计算互相垂直的X和Y两个方向上的太阳中心位置的变化，得到太阳位置信息。

作为本发明的更进一步改进，采用相对方向的光电二极管采集到的光电信号进行差分处理。

一种大视场和高灵敏度的太阳边缘检测系统，包括：

太阳望远镜，用于太阳光成像在探测器上；

探测器，采用光电二极管阵列；

集成处理芯片，用于信号放大处理；

信号处理单元，用于根据所述集成处理芯片处理的信息计算得到太阳边缘和中心位置。