[科普中国]-导星装置

背景

大口径的光学望远镜是为了捕捉更遥远的星光，由于遥远太空的星体发出的光到达地球时已经十分微弱，即使是大口径望远镜的光电探测器也需要以小时计的曝光时间，才能得到有价值的光谱为克服地球的自转，天文望远镜需要在几个小时的观测时间中跟踪天体。因而望远镜的跟踪与高质量天文图像生成有着密切的关系，精确地跟踪是现代天文望远镜制造中最困难的技术之一。尽管现代大型望远镜普遍采用了高精度的机械加工手段、高精度的光电码盘和摩擦驱动等先进的驱动技术，但是系统误差仍然不可避免。由于系统误差的影响，长时间跟踪可能造成的后果是星像在视场中慢慢漂移，并最终飘离视场，丢失目标，导星技术就是为了消除这种星相的低频漂移而逐渐发展起来的。2

导星技术的发展历程最早的导星技术是在一些相对口径较小、跟踪和导星精度要求不太高的望远镜上，由人工手动方式实现的。通常在这些望远镜的镜筒外面，与镜筒平行的方向上，安装有一个导星目镜，在整个观测的过程中，有专人坐在那里，每隔一段时间就手动把漂移出十字刻度中间的目标引导星调整回十字刻度中央。随着望远镜口径越来越大，探测距离越来越远，对跟踪与导星精度要求也越来越高，人工手动导星技术已经不能满足观测的需要，取而代之的是在近代发展起来的各种光电自动导星技术。2

光电导星装置简介光电导星的控制机制是通过微量调整望远镜轴角位置，使在给定接收器输出中的输出信号为极值。这种极值控制的方法，目标明确，可以达到极高的精度。精确的光电导星可以满足长时问照相工作和分光工作的要求。

光电导星的发展已经有相当长的历史，从探测器类型上，主要有以下几种光电导星技术。早期的光电导星方法有四棱体反射镜式的连续导星、半圆片光通量调制式导星、象限式的光电倍增管导星、析像管导星等。近期发展的导星方法有CCD导星、Reticon导星、电视导星等。

从各环节功能上．光电自动导星系统可以分为以下几个环节：光电探测、误差计算和误差校正。在光电探测环节中探测器获得星相的实际位置；通过误差计算环节将星相的实际位置与理论位置相比较得到误差的大小和方向；在误差校正环节将位置误差信号送给控制器，南控制器自动完成校正。

对于伺服控制系统来说，光电导星就是在原有的位置伺服驱动系统上再外加一个大闭环．用各种光电探测器作为检测元件，实时检测星像偏离视场的信号并实时提供误差补偿信号。2