基于Intel PXA270的移动天文观测系统的设计.doc
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1、基于Intel PXA270的移动天文观测系统的设计茫宇宙自古是最令人类产生无限遐思的地方,宇宙的庞大至今仍然让一般人难以想象。作为我们全部能量、给予我们全部生命基础的太阳,相对于我们感性的理解能力而言已经是庞大无比,可是它同我们如今已经观测到的宇宙相比又不过是沧海一粟。自古,脚下一望无际的大地,是人们感觉平坦、厚重、坚实又可靠的地方。宇宙科学就是一步一步地超越人们的这种踏实感的历史,每一个新发现都伴随着人们的惊奇和难以置信之感,几乎每一次难题的解决,都会从相关证据中牵引出更富挑战性的新难题。为获得这些知识,人类经历了几个世纪的努力,每一个成就的取得都是继续进步的阶梯,每一个难题的发现又都是对
2、智力的挑战宇宙科学的发展历程既充满着理性和逻辑的魅力,又为人类留下了无尽的想象空间。更多的人渴望探知宇宙的奥秘,然而星历表厚重而不直观,简易星图由于天体运动的因素必须在指定时间进行观测;望远镜手工调整非常繁琐;拍摄不便。为了解决上述问题而开发本系统。它的主要特点如下:通过计算,在屏幕上显示出当时当地星图,观测者无需携带天文资料,在屏幕上将观测内容实时显示出来,使观测者无须忍受长时间单眼观测的视觉疲劳,同时提高了观测效果;可对观测图像进行实时处理;可非常方便地拍摄、保存观测结果;可对结果进行一些图像处理,增强可辨性,系统自动记录观测日志,方便整理观测资料。1 嵌入式开发平台介绍本系统采用深圳亿道
3、电子开发的一套基于IntelXScale PXA270处理器的Liod嵌入式开发平台。Liod开发平台得名手亿道电子的理念“Leading is our du-ty”,是一套功能强大的嵌入式开发平台,主频高达520 MHz,支持Intel Wireless MMX及Step Speed技术,超低功耗,超高性价比。核心板(XSBase270-Core)+底板设计(XSBase270-DVK-),扩展更灵活,应用更丰富。同时具有完善的功能接口,具有完善的Win CELinux双操作系统支持。本系统主要用到LCD、触摸屏、全功能串口等。2 系统硬件设计移动天文观测系统以Liod板为主控板,在此基础上
4、扩展了相关电路,制成一块附属板,整体硬件框图如图1所示。在本系统中,XScale与附属板通过串口相互通信,附属板与GPS模块、指南针模块的通信也使用串口,因此需要对附属板上的单片机串口进行复用,以实现所需功能。使用CD4053模拟开关来实现串口复用功能,通过单片机的控制引脚切换不同的串口信号。GPS采用了Ho1ux GR-85接收模块,具有快速追踪定位12颗卫星的能力,数据更新速率为1 Hz。GPS模块用来得到当地经纬度及准确时间的信息。数字指南针采用了周立功ZNJV2模块,磁场测量范围为50 Am,机首方向显示分辨率为2,机首方向精度为3,补偿后精度可达到0.5,数字指南针模块用于安放望远镜
5、时准确指向。温度传感器采用DALLAS的DS18B20芯片,其分辨率为0.062 5,精度为0.5。温度传感器测量大气温度,用于计算大气折射率。动力机构采用廉价云台机构,其内部为匀速交流同步电机,通过控制电机转动时间长短控制其所转角度。3 天体视位置计算算法地球上的观测者至天体的空间距离。不同类型的天体距离远近相差十分悬殊,测量的方法也各不相同。 太阳系内的天体是最近的一类天体,可用三角测量法测定月球和行星的周日地平视差;并根据天体力学理论进而求得太阳视差。也可用向月球或大行星发射无线电脉冲或向月球发射激光,然后接收从它们表面反射的回波,记录电波往返时刻而直接推算天体距离。 对于太阳系外的较近
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