Устройство для измерения координат центра звезды

 

Изобретение относится к астрономической телевизионной технике и может быть использовано для автоматизации спектральных измерений. Сущность изобретения: устройство содержит телескоп, блок управления положением, спектрограф с входной щелью, канал передачи изображения щели, передающую телевизионную камеру, видеоконтрольный блок, синхрогенератор, формирователь, строба, аналого - цифровой преобразователь, 4 накапливающих сумматора, первый счетчик, второй счетчик, 2 регистра памяти, первый сумматор, блок памяти, счетчик адреса, счетчик коммутатора, второй сумматор, регистр, блок совпадения. 7 ил.

Изобретение относится к астрономической телевизионной технике и может быть использовано для автоматизации спектральных измерений.

Известно устройство, содержащее оптически связанные телескоп, спектрограф с входной щелью и передающую телевизионную камеру, а также блок управления, видеоконтрольный блок, синхрогенератор, формирователь стробов и блок обработки информации с соответствующими связями.

Однако известное устройство не обеспечивает достаточную фотометрическую точность измерений и чувствительность вследствие отсутствия возможности точного и длительного удержания исследуемой звезды на щели спектрографа.

Известно устройство, содержащее оптически связанные телескоп, спектрограф с входной щелью, передающую телевизионную камеру и канал передачи изображения щели, а также блок управления, видеоконтрольный блок, блок обработки информации, интегратор, первый и второй фоpмиpователи стробов, синхрогенератор, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй регистры памяти и блок сравнения, с соответствующими связями.

Недостатком устройства является низкая точность наведения телескопа, так как устройством определяется направление рассогласования, а не его точная величина.

Цель изобретения - повышение точности удержания звезды на щели спектрографа.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее оптически связанные телескоп, спектрограф с входной щелью, канал передачи изображения щели и передающую телевизионную камеру, а также блок управления, механически связанный с телескопом, видеоконтрольный блок, синхрогенератор, соединенный с формирователем строба, первый и второй регистры памяти и аналого-цифровой преобразователь, причем второй и третий выходы синхрогенератора подключены к синхровходам соответственно передающей телевизионной камеры и видеоконтрольного блока, сигнальный вход которого соединен с выходом передающей телевизионной камеры, введены первый, второй, третий и четвертый накапливающие сумматоры, первый счетчик и второй счетчик, первый вход которого соединен с первым выходом формирователя строба, второй вход - с выходом четвертого накапливающего сумматора, а выход - с входом второго регистра памяти и первым входом четвертого накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго накапливающего сумматора, а третий вход - с вторым выходом формирователя строба и первым входом третьего накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого накапливающего сумматора, выход соединен с первым входом первого счетчика, а третий вход - с выходом первого счетчика и входом первого регистра памяти, причем первый вход АЦП соединен с выходом передающей телевизионной камеры, второй вход с четвертым выходом синхрогенератора, а выход - с первым входом первого накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с пятым выходом синхрогенератора, шестой выход которого соединен с первым входом второго накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с выходом АЦП, а третий вход - с третьим выходом формирователя стробов, четвертый выход которого соединен с третьим входом первого накапливающего сумматора, а пятый выход - с вторым входом первого счетчика, при этом выходы первого и второго регистров памяти соединены с входами блока управления.

На фиг.1 приведена структурная функциональная схема устройства гидирования астроспектрографа; на фиг.2-5 - принцип его работы; на фиг.6 - принцип работы накапливающих сумматоров; на фиг.7 структурная функциональная схема накапливающих сумматоров.

Устройство гидирования астроспектрографа содержит телескоп 1 с блоком 2 управления положением, спектрограф 3 с входной щелью 4, канал 5 передачи изображения щели, передающую телевизионную камеру 6, видеоконтрольный блок 7, синхрогенератор 8, формирователь 9 строба, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, первый, второй, третий и четвертый накапливающие сумматоры 11-14, первый счетчик 15, второй счетчик 16, первый и второй регистры 17 и 18 памяти.

При этом первый и второй накапливающие сумматоры 11 и 12 состоят из первого сумматора 19, блока памяти 20, счетчика 21 адреса и коммутатора 22, а третий и четвертый накапливающие сумматоры 13 и 14 состоят из второго сумматора 23, регистра 24 и схемы антисовпадений 25.

Часть телевизионного изображения, ограниченная стробом АВСD (см. фиг. 2-5), представляет собой звезду, пересеченную щелью KLMN (см. фиг.2 и 3). При применении стекловолоконного канала передачи изображения щели оно имеет вид, показанный на фиг.4 и 5. Для определения смещения Δ Х вдоль телевизионной строки достаточно на изображении за один кадр найти такое положение для М'N', чтобы заштрихованные части звезды стали равными, а на практике - чтобы результаты интегрирования телевизионного сигнала за время кадра в зонах А'В'LK и N'M'CD были равны. При этом ΔX= = (1) Аналогично определяется смещение Δ Y (поперек строк), при этом за начало отсчета принимается середина EF строба (см. фиг.4 и 5), а ΔY= = (2) Устройство работает следующим образом.

Изображение объекта, спектр которого исследуется, усиливается в оптической схеме телескопа 1 и проецируется на входную щель 4 спектрографа 3. Одновременно оптический сигнал, отраженный от щечек спектрографа 3, образующих входную щель 4, через канал 5 передачи изображения щели проецируется на фотокатод трубки передающей телевизионной камеры 6 в направлении кадровой развертки и преобразуется в видеосигнал, поступающий на вход видеоконтрольного блока 7 и на первый вход АЦП 10, который преобразует аналоговый видеосигнал в цифровой, поступающий на входы первого и второго накапливающих сумматоров 11 и 12. Принцип работы накапливающих сумматоров 11, 12, 13, 14 поясняет фиг.6, а структурная функциональная схема сумматоров изображена на фиг.7 формирователь 9 строба, выполненный на счетных линейках, формирует строб АВCD размером m x m элементов изображения (см. фиг.6а), а также его середину EF и границы щели КL и MN.

Первый накапливающий сумматор 11, состоящий из первого сумматора 19, блока памяти 20 и счетчика 21 адреса, формирует матрицу-строку из m элементов (см. фиг.6б), каждый элемент S_i которой равен интегралу ТВ сигнала по i-му столбцу, (см. фиг.6а). При этом счетчик 21 адреса считает такты от 1 до m в каждой строке строба, блок памяти 20 работает в режиме считывание-модификация-запись, а по окончании строба - в режиме считывания информации, тогда в течение следующей после строба строки в третьем накапливающем сумматоре 13, состоящем из второго сумматора 23, регистра 24 и схемы антисовпадений 25, происходит сложение первой половины членов матрицы-строки со знаком плюс, а второй половины - со знаком минус, исключая зону щели, в зависимости от знака полученного результата первый счетчик 15 меняет свое состояние на единицу в плюс или в минус от начальных значений m_o или m_o¹, соответствующих границам щели. Затем регистр 24 и счетчик адреса 21 обнуляются фронтом ССИ и операция над матрицей-строкой повторяется.

Схема антисовпадений 25, собранная на цифровых компараторах, в зависимости от состояния первого счетчика 15 формирует зоны ВВ' и ММ' запрета работы третьего накапливающего сумматора 13 в каждом цикле (см. фиг.6б), причем число элементов на отрезках ВВ' и ММ' соответствует результату счета счетчика 15. Последнее состояние счетчика 15 записывается фронтом КСИ в регистр 17 памяти, откуда поступает в блок управления как удвоенная координата Δ Х.

Соответственно аналогично работают второй 12, четвертый 14 накапливающие сумматоры, второй счетчик 16 и регистр 18 памяти, определяя координату Δ Y. Только в этом случае в схему второго накапливающего сумматора 12 добавляется коммутатор 22, переключающий счетный вход счетчика 21 адреса на счет ССИ на время действия строба АВСD. При этом второй накапливающий сумматор 12 формирует матрицу-строку, каждый элемент S_i которой равен интегралу ТВ сигнала по i-строке, а начальное состояние второго счетчика 16 соответствует середине EF строба. Блок управления 2 может быть связан с ЭВМ, которая используется для усреднения и обработки полученной координатной информации. Работой передающей телевизионной камеры 6, видеоконтpольного блока 7, АЦП 10, формирователя строба 9, первого и второго накапливающего сумматоров 11 и 12 управляет синхрогенератор 8.

Устройство обеспечивает точное измерение координат центра звезды относительно центра щели спектрографа за время каждого ТВ кадра, что позволяет увеличить точность удержания звезды на щели спектрографа, и оценить качество работы механизмов ведения телескопа.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕНТРА ЗВЕЗДЫ, содержащее оптически связанные телескоп, спектрограф с входной щелью, канал передачи изображения щели и передающую телевизионную камеру, а также блок управления, механически связанный с телескопом, видеоконтрольный блок, синхрогенератор, соединенный первым выходом с формирователем строба, первый и второй регистры памяти и аналого-цифровой преобразователь, причем второй и третий выходы синхрогенератора подключены к синхровходам соответственно передающей телевизионной камеры и видеоконтрольного блока, сигнальный вход которого соединен с выходом передающей телевизионной камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения координат центра звезды, введены первый, второй, третий и четвертый накапливающие сумматоры, первый счетчик и второй счетчик, первый вход которого соединен с первым выходом формирователя строба, второй вход - с выходом четвертого накапливающего сумматора, а выход - с входом второго регистра памяти и первым входом четвертого накапливающего сумматора , второй вход которого соединен с выходом второго накапливающего сумматора, а третий вход - с вторым выходом формирователя строба и первым входом третьего накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого накапливающего сумматора, выход соединен с первым входом первого счетчика, а третий вход - с выходом первого счетчика и входом первого регистра памяти, причем первый вход АЦП соединен с выходом передающей телевизионной камеры, второй вход с четвертым выходом синхрогенератора, а выход - с первым входом первого накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с пятым выходом синхрогенератора, шестой выход которого соединен с первым входом второго накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с выходом АЦП, а третий вход - с третьим выходом формирователя стробов, четвертый выход которого соединен с третьим входом первого накапливающего сумматора, а пятый выход - с вторым входом первого счетчика, при этом выходы первого и второго регистров памяти соединены с входами блока управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7