【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气探测激光雷达，尤其涉及一种悬浮遮光球装置的控制方法及悬浮遮光球装置。
技术介绍
1、大气探测激光雷达可以实现大气风场、温度、密度等基本参量高分辨探测。常见的探测技术包括拉曼散射激光雷达、瑞利散射激光雷达和共振荧光激光雷达等。不同的大气探测激光雷达适用于不同的探测目标。拉曼散射激光雷达利用拉曼散射效应来测量气体的种类和浓度，包括水蒸气、气体成分和温度等信息。瑞利散射激光雷达利用瑞利散射效应来测量大气中分子的尺寸、分布、浓度、运动速度等信息。共振荧光激光雷达利用共振荧光效应来探测和测量特定分子或原子浓度。结合使用上述激光雷达技术可实现全高程温度与密度的测量。为了实现大气风速与风向等风场参数的测量，大气探测激光雷达还需要对多个方向进行同时测量，采用多个望远镜同时接收对多个方向的回波光信号。
2、由于太阳光在广泛的波长范围内具有连续的光谱分布，太阳光产生光信号形成背景光噪声，导致大气探测激光雷达白天信噪比相对较低，使得大气探测激光雷达主要在夜间工作。太阳光对信噪比的影响主要包括两个方面：一方面是太阳光与大气中的分子和气溶胶颗粒发生瑞利散射以及米散射形成天空背景光，而与大气探测激光雷达信号方向平行的天空背景光被望远镜接收从而导致信噪比降低。另一方面是太阳直射光照射望远镜导致信噪比下降。太阳直射光照射望远镜的主镜，被主镜反射或者透射聚焦后烧毁望远镜及其附属结构；太阳直射光照射望远镜筒内壁，在筒内壁漫反射形成的杂散光会导致信噪比降低。近年来，随着大气探测激光雷达视场接收和超窄带滤光等一系列技术的发展，极大地降低天
3、遮光设备可减少太阳直射光干扰。文献(李芸,相里斌,李立波.一种新型空间相机遮光罩的设计与仿真[j].光电工程,2010,037(7):41-44)与文献(北京空间机电研究所.一种用于地球静止轨道遥感相机的遮光罩结构:cn201710371624.8[p].2019-10-22.)提出了一种遥感相机遮光罩结构，采用筒状结构作为遮光主体实现了大部分太阳直射光的遮挡。但太阳直射光会照进遮光筒内一侧，产生漫反射光，导致望远镜内壁亮度大，信噪比下降。文献(wu yan-xiong,伍雁雄.一种基于太阳同步轨道卫星星敏感器异型遮光罩设计[c]//中国空间科学学会2013空间光学与机电技术研讨会.2013)提出了一种斜板遮光筒结构，该结构根据太阳在不同时刻与系统的夹角从而设计摆放位置，避免太阳直射光照射望远镜。当太阳直射光与光学望远镜光轴夹角较大时，斜面结构可避免直射光进入遮光罩及镜头内壁的问题。遮光筒的长度与夹角成反比。由于大气探测激光雷达需全天时运行，太阳角度变化范围大，该设计只能解决部分太阳光直射时间。例如：现有望远镜直径d，根据位置关系得出遮光筒长度当θ≤5°时，遮光筒长度远大于望远镜直径d，大高度的遮光筒难以抵抗切向风力以及重力。此外测风大气探测激光雷达需要多台望远镜构成的多方向望远镜簇，使用上述遮光罩会导致互相干涉，一台望远镜的遮光罩会遮挡另一台望远镜的视场，导致无法收到回波信号。詹姆斯韦伯太空望远镜(gardner,j.p.,mather,j.c.,clampin,m.et al.the james webb space telescope.space sci rev 123,485–606(2006).)采用遮阳板遮挡太阳光，保证望远镜处于低温状态运行。遮阳板是利用太空中拉格朗日点的引力特性克服重力的影响从而实现“支撑”的，无法在地球上使用。综上所述，现有遮光设备不能用于大气探测激光雷达白天太阳直射光抑制。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种悬浮遮光球装置的控制方法及悬浮遮光球装置，旨在解决现有的各望远镜的遮光装置会遮挡其他望远镜的视场，导致无法收到回波信号的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提出的一种悬浮遮光球装置的控制方法，所述悬浮遮光球包括遮光球、信息获取结构和位置调节结构，所述遮光球悬浮在空气中，且能够遮挡光线，所述信息获取结构包括卫星系统接收机和光电传感器，所述卫星系统接收机安装于所述遮光球上，所述卫星系统接收机能够获取经纬度信息、时间信息、以及海拔信息，所述光电传感器用于安装在激光雷达舱体上，且能够获取光线强度信息，所述位置调节结构用于安装在地面上，所述位置调节结构连接所述遮光球，以能够牵引所述遮光球活动，所述悬浮遮光球装置的控制方法包括：
3、获取经纬度信息、时间信息、以及海拔信息，以计算出遮光球的初始位置和预设运行路径；
4、控制位置调节结构将所述遮光球移动至初始位置；
5、控制位置调节结构牵引遮光球按照预设运行路径移动；
6、获取光电传感器的实时光线强度信息，以计算出所述遮光球的实时修正位置；
7、根据所述实时修正位置实时调节所述遮光球的位置。
8、可选地，所述光电传感器包括多个，多个所述光电传感器能够共同检测光线强度，多个所述光电传感器用于间隔设置于激光雷达望远镜天窗的周侧；
9、所述获取光电传感器的实时光线强度信息，以计算出所述遮光球的实时修正位置的步骤，包括：
10、获取多个所述光电传感器对应的所述实时光线强度信息；
11、根据多个所述实时光线强度信息计算出对应的所述实时修正位置。
12、可选地，所述根据多个所述实时光线强度信息计算出对应的所述实时修正位置的步骤，包括：
13、获取多个所述光线强度信息和预设光强阈值之间的差值；
14、根据多个所述差值计算出对应的所述实时修正位置。
15、本专利技术还提出了一种悬浮遮光球装置，所述悬浮遮光球装置包括：
16、遮光球，所述遮光球悬浮在空气中，且能够遮挡光线；
17、信息获取结构，包括卫星系统接收机和光电传感器，所述卫星系统接收机安装于所述遮光球上，所述卫星系统接收机能够获取经纬度信息、时间信息、以及海拔信息，所述光电传感器用于安装在激光雷达舱体上，且能够获取光线强度信息；以及，
18、位置调节结构，用于安装在地面上，所述位置调节结构连接所述遮光球，以能够牵引所述遮光球活动。
19、可选地，所述悬浮遮光球装置还包括控制装置，所述控制装置和所述卫星系统接收器、所述光电传感器以及所述位置调节结构电性连接，所述控制装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的悬浮遮光球装置的控制程序，所述悬浮遮光球装置的控制程序配置为实现上述的悬浮遮光球装置的控制方法的步骤。
20、可选地，所述遮光球包括：
21、球体，内部容纳有低密度气体，以能够悬浮在空气中，所述球体用于遮挡光线；
22、遮光布，所述遮光布至少罩设于所述球体朝向太阳的一端，且用以遮挡光线，所述遮光布和所述位置调节结构固定连接；
23、所述卫星系统接收机设于所述遮光布上。
24、可选地，所述位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种悬浮遮光球装置的控制方法，其特征在于，所述悬浮遮光球包括遮光球、信息获取结构和位置调节结构，所述遮光球悬浮在空气中，且能够遮挡光线，所述信息获取结构包括卫星系统接收机和光电传感器，所述卫星系统接收机安装于所述遮光球上，所述卫星系统接收机能够获取经纬度信息、时间信息、以及海拔信息，所述光电传感器用于安装在激光雷达舱体上，且能够获取光线强度信息，所述位置调节结构用于安装在地面上，所述位置调节结构连接所述遮光球，以能够牵引所述遮光球活动，所述悬浮遮光球装置的控制方法包括：
2.如权利要求1所述的悬浮遮光球装置的控制方法，其特征在于，所述光电传感器包括多个，多个所述光电传感器能够共同检测光线强度，多个所述光电传感器用于间隔设置于激光雷达望远镜天窗的周侧；
3.如权利要求2所述的悬浮遮光球装置的控制方法，其特征在于，所述根据多个所述实时光线强度信息计算出对应的所述实时修正位置的步骤，包括：
4.一种悬浮遮光球装置，其特征在于，所述悬浮遮光球装置包括：
5.如权利要求4所述的悬浮遮光球装置，其特征在于，所述悬浮遮光球装置还包括控制装置，
6.如权利要求4所述的悬浮遮光球装置，其特征在于，所述遮光球包括：
7.如权利要求4所述的悬浮遮光球装置，其特征在于，所述位置调节结构包括：
8.如权利要求7所述的悬浮遮光球装置，其特征在于，所述驱动件设置有三个，三个所述驱动件用于绕激光雷达舱体的周向间隔设置，且任意两个所述驱动件之间的距离相等。
9.如权利要求4所述的悬浮遮光球装置，其特征在于，所述光电传感器包括多个，多个所述光电传感器能够共同检测光线强度，多个所述光电传感器用于间隔设置于激光雷达望远镜天窗的周侧。
10.如权利要求9所述的悬浮遮光球装置，其特征在于，所述驱动件设置有三个，三个所述驱动件用于绕激光雷达舱体的周向间隔设置；
...【技术特征摘要】
1.一种悬浮遮光球装置的控制方法，其特征在于，所述悬浮遮光球包括遮光球、信息获取结构和位置调节结构，所述遮光球悬浮在空气中，且能够遮挡光线，所述信息获取结构包括卫星系统接收机和光电传感器，所述卫星系统接收机安装于所述遮光球上，所述卫星系统接收机能够获取经纬度信息、时间信息、以及海拔信息，所述光电传感器用于安装在激光雷达舱体上，且能够获取光线强度信息，所述位置调节结构用于安装在地面上，所述位置调节结构连接所述遮光球，以能够牵引所述遮光球活动，所述悬浮遮光球装置的控制方法包括：
2.如权利要求1所述的悬浮遮光球装置的控制方法，其特征在于，所述光电传感器包括多个，多个所述光电传感器能够共同检测光线强度，多个所述光电传感器用于间隔设置于激光雷达望远镜天窗的周侧；
3.如权利要求2所述的悬浮遮光球装置的控制方法，其特征在于，所述根据多个所述实时光线强度信息计算出对应的所述实时修正位置的步骤，包括：
4.一种悬浮遮光球装置，其特征在于，所述悬浮遮光球装置包括：
5.如权利要求4所述的悬浮遮光球装置，其特征在于，所述悬...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈林翔，任丽婷，张婷婷，蒋文诺，梁嘉明，汪为，林鑫，郑金州，陈振威，刘林美，杨勇，程学武，李发泉，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：
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