CN108681341A - 一种基于闭环多模式的太阳跟踪系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于闭环多模式的太阳跟踪系统及其方法，该太阳跟踪系统包括GPS定位模块、可编程逻辑控制器、第一角度传感器、第二角度传感器、第一步进电机驱动器、第二步进电机驱动器、第一光电编码器、第二光电编码器、本地数据备份模块、第一步进电机和第二步进电机。本发明不仅可以借助GPS获取精准信息，而且可以根据天气情况实现视日轨迹及光电跟踪两种模式的自动切换，并利用闭环控制系统实现跟踪精度的提高。

Description

一种基于闭环多模式的太阳跟踪系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种太阳自动跟踪系统，尤其是一种基于闭环多模式的太阳跟踪系统及其方法。

背景技术

随着社会现代化进程的不断发展，经济的快速推进，人类对化石能源的需求越来越大。然而，大量的开采已使化石能源的储量减少，并且以化石能源为主的能源结构造成了环境污染和温室效应，导致了人类面临资源和环境的双重压力，实现能源的可持续发展是急需解决的主要矛盾之一。可再生能源的开发利用日益受到国际社会的重视，根据联合国开发计划署对新能源的分类，可再生能源包括水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能以及海洋能等。与风能以及生物能等相比，太阳能具有储量无限、存在普遍、利用清洁以及开发经济的优势，太阳能的开发利用成为了新能源的研究热点。

我国太阳能资源丰富,全国大部分地区在北讳45°以南，2/3的国土面积全年日照小时在2200小时以上，每平方米太阳能年福射总量为3350-8400MJ，均值是5860MJ，相当于199Kg标准煤；全年陆地表面每年接收到的太阳能福射量约为5X1024J，相当于2.4亿万吨标准煤。由此可以看出合理的利用太阳能资源不仅节省了成本，还能利用清洁的太阳能转化的电力来缓解我国日益严重的资源和环境问题。太阳能发电主要有光伏发电和热发电两种形式，光伏发电能耗高以及污染高，难以实现低碳社会的要求，而且能量分散以及间歇性大，限制了其大规模并网发电的能力。而热发电稳定性好以及发电效率高，可以方便地并入区域电网，但是，目前热发电中还存在太阳能转换效率低以及复杂环境适应力差等问题。为提高太阳能的利用效率，增强对太阳的跟踪能力成为太阳能发电的关注重点。

利用太阳能自动跟踪系统可以调整定日镜与太阳的照射角度，提高太阳能的发电效率。太阳自动跟踪系统一般有单轴式和双轴式两种形式。已有文献资料的讨论对象大多针对单轴跟踪技术，如申请号为 201710152826.3的专利，提出了一种手动单轴跟踪太阳能光伏发电系统，包括太阳能电池板及其线路、支座、角度调节支架、电池板固定支架、支撑横梁和太阳方位跟踪器等，支座由槽钢构成“T”结构，角度调节支架由半圆支杆、横梁固定座、角材、加强杆和中空轴等组成，该系统通过调节角度调节支架实现太阳的单轴跟踪，但只能实现一个角度的追踪，太阳能的收集效率较低，跟踪精度较差。双轴跟踪技术可以根据高度角及方位角的变化，通过双轴转动调整姿态，对太阳光实现跟踪。如申请号为201610664810.6的专利，提出了太阳能装置及其控制方法，该太阳能装置包括太阳能面板、检测部和调整部，检测部检测太阳能光板朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板照射方向是否相对；调整部根据检测部触发，调整太阳能面板朝向，直至太阳能光伏面板朝向和当时太阳光对太阳能光伏面板照射方向相对。该太阳能装置通过双轴调整太阳能光板朝向，提高了太阳光的利用率，但是由于是开环的控制方法，太阳的跟踪精度不够。

太阳能热发电将成为未来五年大力扶持与推广的能源工程，到2020年底，太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上，太阳能热利用集热面积达到8 亿平方米，太阳能年利用量达到1.4亿吨标准煤以上。因此，现阶段在发展太阳能，提高太阳跟踪精度，进而提高太阳能利用率，对实施能源战略及完善能源结构具有重大意义。

发明内容

为解决现有技术存在的太阳跟踪精度不够的问题，本发明提供一种对太阳跟踪的精度高以及太阳能利用率高的基于闭环多模式的太阳跟踪系统及其方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于闭环多模式的太阳跟踪系统，该太阳跟踪系统包括GPS 定位模块、可编程逻辑控制器、第一角度传感器、第二角度传感器、第一步进电机驱动器、第二步进电机驱动器、第一光电编码器、第二光电编码器、第一步进电机和第二步进电机，GPS定位模块通过串口通讯与可编程逻辑控制器相连；GPS定位模块快速自动获取当地的日期、时间及观测点经纬度信息，可以解决传统天文日立法的局限性及累积误差大等不足，并通过串口通讯与可编程逻辑控制器实现数据交互；

第一角度传感器和第二角度传感器经A/D转换后与可编程逻辑控制器相连；第一角度传感器和第二角度传感器分别将检测到的太阳高度角和太阳方位角传输给可编程逻辑控制器；

可编程逻辑控制器根据天气情况实现光电跟踪模式和视日轨迹跟踪模式的自动切换，同时根据第一光电编码器和第二光电编码器分别反馈的信号，利用积分分离的PID算法实现太阳高度角和太阳方位角的闭环跟踪；

第一步进电机驱动器和第二步进电机驱动器与可编程逻辑控制器相连；第一步进电机驱动器和第二步进电机驱动器分别接收经可编程逻辑控制器运算处理后的输出脉冲信号，并进一步对输出脉冲信号进行环形分配及功率放大，使步进电机的绕组按一定顺序通电，来分别控制第一步进电机驱动器和第二步进电机驱动器的转动，来驱动第一步进电机和第二步进电机沿东西方向和上下方向调整。

进一步地，光电跟踪模式是可编程逻辑控制器通过安装在电池板上方，并随该电池板同步转动的第一角度传感器和第二角度传感器检测到的太阳高度角和太阳方位角，确定输出脉冲信号，来控制第一步进电机和第二步进电机沿两个方向调整，进而改变该电池板的空间位置。光电跟踪模式主要用于天气晴朗，太阳光充足天气下的模式选择。

进一步地，视日轨迹跟踪模式是可编程逻辑控制器利用基于视日轨迹的太阳轨迹，根据当地的日期、时间及观测点经纬度信息计算太阳高度角和太阳方位角，确定输出脉冲信号，来控制第一步进电机和第二步进电机沿两个方向调整。视日轨迹跟踪模式主要用于恶劣天气，太阳光检测不到时的模式选择。

进一步地，第一光电编码器和第二光电编码器分别将第一步进电机和第二步进电机的电机轴上的机械几何位移转换成脉冲量，作为反馈信号传输给可编程逻辑控制器进行PID控制，并输出脉冲信号控制第一步进电机和第二步进电机，实现太阳高度角和太阳方位角的闭环跟踪。

进一步地，该太阳跟踪系统还包括本地数据备份模块，本地数据备份模块与可编程逻辑控制器相连；本地数据备份模块将GPS定位模块获取的信息定时进行本地数据保存，以便由于天气或其他意外情况下GPS信号不能获取时系统备用。

一种基于闭环多模式的太阳跟踪方法，它包括以下步骤：

步骤一，读取来自GPS定位模块的GPS信号，将当地的日期、时间及观测点经纬度信息通过串口通讯传输给可编程逻辑控制器；

步骤二，可编程逻辑控制器2根据GPS信号计算日出及日落时间；根据当前时间自动启动或关闭太阳跟踪系统；并根据第二天的日出方位角，在太阳落山后进行电池板复位；

步骤三，安装在电池板上方，并随电池板同步转动的第一角度传感器和第二角度传感器分别检测太阳高度角和太阳方位角，并将检测到的太阳高度角和太阳方位角经A/D转换后传输给可编程逻辑控制器；

步骤四，若为太阳光充足的晴朗天气，可编程逻辑控制器启动光电跟踪模式；

步骤五，当第一角度传感器和第二角度传感器检测不到阳光时，可编程逻辑控制器启动视日轨迹跟踪模式；

步骤六，第一光电编码器和第二光电编码器反馈电池板的实时位置，与步骤五中基于视日轨迹的太阳高度角和太阳方位角比较，输出脉冲信号，来控制第一步进电机和第二步进电机分别沿东西方向和上下方向调整，直至电池板到达指定位置，时刻沿太阳运行轨迹跟踪太阳，构成一个闭环的控制系统，实现了太阳位置的自动跟踪。

进一步地，步骤二包括以下子步骤：

步骤二十一，根据GPS信号，获取观测点的经度及纬度，确定当前跟踪日期为一年中的第几天，获取太阳赤纬角；根据所在时区的基准经度及均时差，计算观测点的日出时间，确定日落时间；计算日出及日落方位角；

步骤二十二，判断当前时间，若为日出时间，则开启太阳跟踪系统；若为日落时间，则关闭太阳跟踪系统；同时确定第二天日出及日落时间，并将电池板复位至第二天的日出方位角。

进一步地，步骤四包括以下子步骤：

步骤四十一，当太阳照射方向不在电池板法线方向，第一角度传感器和所第二角度传感器将产生的偏差信号传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器基于积分分离的PID算法计算输出脉冲量，控制第一步进电机和第二步进电机分别沿东西方向和上下方向调整，带动电池板到指定位置，直至偏差消失，完成闭环自动跟踪。

进一步地，步骤五包括以下子步骤：

步骤五十一，根据本地数据备份模块的信息，判断当前时间，若到跟踪时间，则读取GPS信号并传输给可编程逻辑控制器；若不到跟踪时间，则不对太阳进行跟踪；这种间歇式跟踪不仅保证了跟踪精度，而且节能，提高了跟踪装置寿命。

步骤五十二，将GPS信号进行本地数据备份，以便判断当前时间，并在由于天气原因及意外而无法获取GPS信号情况下，继续跟踪太阳轨迹；

步骤五十三，根据GPS信号中的日期、时间及观测点经纬度信息，确定当前跟踪日期为一年中的第几天，确定太阳赤纬角；并根据GPS 信号确定当前时间，确定太阳时角，太阳时角随着上、下午的不同呈现不同的正负极性；

步骤五十四，根据GPS信号，获取观测点的经度及纬度，获取太阳高度角和太阳方位角。

有益效果：

(1)本发明通过两路角度传感器检测太阳的高度角和方位角，实现两种模式的自动切换，全天候可跟踪，提高了跟踪精度，并保证了在阴雨天气及多云天气下太阳跟踪的可靠性。

(2)本发明通过GPS定位，有效改进了传统天文日立法累计误差大及跟踪精度低等缺点。

(3)本发明可以根据白天及夜晚的不同情况，自动启动/复位太阳跟踪，在保证跟踪精度的前提下节省了能源。

(4)本发明采用间歇式控制，对太阳的高度角及方位角进行数据刷新并驱动执行器，调整电池板的位置，节省了电能。

(5)本发明采用步进电机作为执行器调整电池板的位置，消除了累积误差，并利用光电编码器构成闭环系统，实现了小误差跟踪，提高了控制精度及系统跟踪的智能化。

附图说明

图1为本发明一实施例的基于闭环多模式的太阳自动跟踪系统示意图；

图2为本发明一实施例的定时启动/复位流程图；

图3为本发明一实施例的视日轨迹跟踪模式的程序流程图；

图4为本发明一实施例的光电跟踪模式的程序流程图；

图中：1-GPS定位模块、2-可编程逻辑控制器、3-第一角度传感器、4-第二角度传感器、5-第一步进电机驱动器、6-第二步进电机驱动器、7-第一光电编码器、8-第二光电编码器、9-本地数据备份模块、 10-第一步进电机、11-第二步进电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本实施例的一种基于闭环多模式的太阳跟踪系统，如图1所示，它包括GPS定位模块1、可编程逻辑控制器(PLC)2、第一角度传感器3、第二角度传感器4、第一步进电机驱动器5、第二步进电机驱动器6、第一光电编码器7、第二光电编码器8、本地数据备份模块9、第一步进电机10和第二步进电机11，GPS定位模块1通过串口通讯与可编程逻辑控制器2相连；GPS定位模块1快速自动获取当地的日期、时间及观测点经纬度信息，并通过串口通讯与可编程逻辑控制器 2实现数据交互；

第一角度传感器3和第二角度传感器4经A/D转换后与可编程逻辑控制器2相连；第一角度传感器3和第二角度传感器4分别将检测到的太阳高度角和太阳方位角传输给可编程逻辑控制器2；

可编程逻辑控制器2根据天气情况实现光电跟踪模式和视日轨迹跟踪模式的自动切换，同时根据第一光电编码器7和第二光电编码器8分别反馈的信号，利用积分分离的PID算法实现太阳高度角和太阳方位角的闭环跟踪；

第一步进电机驱动器5和第二步进电机驱动器6与可编程逻辑控制器2相连；第一步进电机驱动器5和第二步进电机驱动器6分别接收经可编程逻辑控制器2运算处理后的输出脉冲信号，并进一步对输出脉冲信号进行环形分配及功率放大，来分别控制第一步进电机驱动器5和第二步进电机驱动器6的转动，来驱动第一步进电机10和第二步进电机11沿东西方向和上下方向调整；

第一光电编码器7和第二光电编码器8分别将第一步进电机10 和第二步进电机11的电机轴上的机械几何位移转换成脉冲量，作为反馈信号传输给可编程逻辑控制器2；

本地数据备份模块9与可编程逻辑控制器2相连；本地数据备份模块9将GPS定位模块1获取的信息定时进行本地数据保存。

在本实施例中，可编程逻辑控制器2通过安装在电池板上方，并随该电池板同步转动的第一角度传感器3和第二角度传感器4检测到的太阳高度角和太阳方位角，确定输出脉冲信号，来控制第一步进电机10和第二步进电机11沿两个方向调整，进而改变该电池板的空间位置，即光电跟踪模式。

在本实施例中，可编程逻辑控制器2利用基于视日轨迹的太阳轨迹，根据当地的日期、时间及观测点经纬度信息计算太阳高度角和太阳方位角，确定输出脉冲信号，来控制第一步进电机10和第二步进电机11沿两个方向调整，即视日轨迹跟踪模式。

本实施例还提出一种基于闭环多模式的太阳跟踪方法，它包括以下步骤：

步骤一，读取来自GPS定位模块1的GPS信号，将当地的日期、时间及观测点经纬度信息通过串口通讯传输给可编程逻辑控制器2；

步骤二，可编程逻辑控制器2根据GPS信号计算日出及日落时间；根据当前时间自动启动或关闭太阳跟踪系统；并根据第二天的日出方位角，在太阳落山后进行电池板复位；

具体包括以下子步骤：

步骤二十一，根据GPS信号，获取观测点的经度α及纬度β，确定当前跟踪日期为一年中的第n天，获取太阳赤纬角根据所在时区的基准经度α_h及均时差e，计算观测点的日出时间t_up＝12-e+[-arccos(-tanβtanδ)-(α-α_h)]/15，确定日落时间t_down＝12-e+[arccos(-tanβtanδ)-(α-α_h)]/15；计算日出方位角 V_up＝-arccos(-sinδ/cosβ)，日落方位角V_down＝arccos(-sinδ/cosβ)；

步骤二十二，判断当前时间T，若为日出时间，则开启太阳跟踪系统；若为日落时间，则关闭太阳跟踪系统；同时确定第二天日出及日落时间，并将电池板复位至第二天的日出方位角，如图2所示；

步骤三，安装在电池板上方，并随电池板同步转动的第一角度传感器3和第二角度传感器4分别检测太阳高度角和太阳方位角，并将检测到的太阳高度角和太阳方位角经A/D转换后传输给可编程逻辑控制器2；

步骤四，若为太阳光充足的晴朗天气，可编程逻辑控制器2启动光电跟踪模式；

具体包括以下子步骤：

步骤四十一，当太阳照射方向不在电池板法线方向，第一角度传感器3和第二角度传感器4将产生的偏差信号传输给可编程逻辑控制器2，可编程逻辑控制器2基于积分分离的PID算法计算输出脉冲量，控制第一步进电机10和第二步进电机11分别沿东西方向和上下方向调整，带动电池板到指定位置，直至偏差消失，完成闭环自动跟踪，如图4所示；

步骤五，当第一角度传感器3和第二角度传感器4检测不到阳光时，可编程逻辑控制器2启动视日轨迹跟踪模式；判断到达跟踪时间，可编程逻辑控制器2根据来自GPS定位模块1的日期、时间及观测点经纬度信息计算太阳的高度角及方位角；

具体包括以下子步骤：

步骤五十一，根据本地数据备份模块9的信息，判断当前时间，若到跟踪时间，则读取GPS信号并传输给可编程逻辑控制器2；若不到跟踪时间，则不对太阳进行跟踪；

步骤五十二，将GPS信号进行本地数据备份；

步骤五十三，根据GPS信号中的日期、时间及观测点经纬度信息，确定当前跟踪日期为一年中的第n天，确定太阳赤纬角并根据GPS信号确定当前时间，确定太阳时角ω＝(12-T)×15，太阳时角随着上下午的不同呈现不同的正负极性；

步骤五十四，根据GPS信号，获取观测点的经度α及纬度β，获取太阳高度角h＝arcsin(sinδsinβ+cosδcosβcosω)和太阳方位角用于表示太阳在天空中的位置，如图3所示；

步骤六，第一光电编码器7和第二光电编码器8反馈电池板的实时位置，与步骤五中基于视日轨迹的太阳高度角和太阳方位角比较，输出脉冲信号，来控制所第一步进电机10和第二步进电机11分别沿东西方向和上下方向调整，直至电池板到达指定位置，时刻沿太阳运行轨迹跟踪太阳，构成一个闭环的控制系统，实现了太阳位置的自动跟踪。

对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种基于闭环多模式的太阳跟踪系统，所述太阳跟踪系统包括GPS定位模块(1)、可编程逻辑控制器(2)、第一角度传感器(3)、第二角度传感器(4)、第一步进电机驱动器(5)、第二步进电机驱动器(6)、第一光电编码器(7)、第二光电编码器(8)、第一步进电机(10)和第二步进电机(11)，其特征在于：所述GPS定位模块(1)通过串口通讯与所述可编程逻辑控制器(2)相连；所述GPS定位模块(1)快速自动获取当地的日期、时间及观测点经纬度信息，并通过串口通讯与所述可编程逻辑控制器(2)实现数据交互；

所述第一角度传感器(3)和所述第二角度传感器(4)经A/D转换后与所述可编程逻辑控制器(2)相连；所述第一角度传感器(3)和所述第二角度传感器(4)分别将检测到的太阳高度角和太阳方位角传输给所述可编程逻辑控制器(2)；

所述可编程逻辑控制器(2)根据天气情况实现光电跟踪模式和视日轨迹跟踪模式的自动切换，同时根据所述第一光电编码器(7)和所述第二光电编码器(8)分别反馈的信号，利用积分分离的PID算法实现太阳高度角和太阳方位角的闭环跟踪；

所述第一步进电机驱动器(5)和所述第二步进电机驱动器(6)与所述可编程逻辑控制器(2)相连；所述第一步进电机驱动器(5)和所述第二步进电机驱动器(6)分别接收经所述可编程逻辑控制器(2)运算处理后的输出脉冲信号，并进一步对输出脉冲信号进行环形分配及功率放大，来分别控制所述第一步进电机驱动器(5)和所述第二步进电机驱动器(6)的转动，来驱动第一步进电机(10)和第二步进电机(11)沿东西方向和上下方向调整。

2.根据权利要求1所述的基于闭环多模式的太阳跟踪系统，其特征在于，所述光电跟踪模式是所述可编程逻辑控制器(2)通过安装在电池板上方，并随该电池板同步转动的所述第一角度传感器(3)和所述第二角度传感器(4)检测到的太阳高度角和太阳方位角，确定输出脉冲信号，来控制所述第一步进电机(10)和所述第二步进电机(11)沿两个方向调整，进而改变该电池板的空间位置。

3.根据权利要求1所述的基于闭环多模式的太阳跟踪系统，其特征在于，所述视日轨迹跟踪模式是所述可编程逻辑控制器(2)利用基于视日轨迹的太阳轨迹，根据当地的日期、时间及观测点经纬度信息计算太阳高度角和太阳方位角，确定输出脉冲信号，来控制所述第一步进电机(10)和所述第二步进电机(11)沿两个方向调整。

4.根据权利要求1所述的基于闭环多模式的太阳跟踪系统，其特征在于，所述第一光电编码器(7)和所述第二光电编码器(8)分别将所述第一步进电机(10)和所述第二步进电机(11)的电机轴上的机械几何位移转换成脉冲量，作为反馈信号传输给所述可编程逻辑控制器(2)进行PID控制，并输出脉冲信号控制所述第一步进电机(10)和所述第二步进电机(11)，实现太阳高度角和太阳方位角的闭环跟踪。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于闭环多模式的太阳跟踪系统，其特征在于：所述太阳跟踪系统还包括本地数据备份模块(9)，所述本地数据备份模块(9)与所述可编程逻辑控制器(2)相连；所述本地数据备份模块(9)将所述GPS定位模块(1)获取的信息定时进行本地数据保存。

6.一种基于闭环多模式的太阳跟踪方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一，读取来自所述GPS定位模块(1)的GPS信号，将当地的日期、时间及观测点经纬度信息通过串口通讯传输给所述可编程逻辑控制器(2)；

步骤二，可编程逻辑控制器(2)根据GPS信号计算日出及日落时间；根据当前时间自动启动或关闭太阳跟踪系统；并根据第二天的日出方位角，在太阳落山后进行电池板复位；

步骤三，安装在电池板上方，并随电池板同步转动的所述第一角度传感器(3)和所述第二角度传感器(4)分别检测太阳高度角和太阳方位角，并将检测到的太阳高度角和太阳方位角经A/D转换后传输给所述可编程逻辑控制器(2)；

步骤四，若为太阳光充足的晴朗天气，所述可编程逻辑控制器(2)启动光电跟踪模式；

步骤五，当所述第一角度传感器(3)和所述第二角度传感器(4)检测不到阳光时，所述可编程逻辑控制器(2)启动视日轨迹跟踪模式；

步骤六，所述第一光电编码器(7)和所述第二光电编码器(8)反馈电池板的实时位置，与步骤五中基于视日轨迹的太阳高度角和太阳方位角比较，输出脉冲信号，来控制所述第一步进电机(10)和所述第二步进电机(11)分别沿东西方向和上下方向调整，直至电池板到达指定位置，时刻沿太阳运行轨迹跟踪太阳。

7.根据权利要求6所述的基于闭环多模式的太阳跟踪方法，其特征在于，所述步骤二包括以下子步骤：

步骤二十一，根据GPS信号，获取观测点的经度及纬度，确定当前跟踪日期为一年中的第几天，获取太阳赤纬角；根据所在时区的基准经度及均时差，计算观测点的日出时间，确定日落时间；计算日出及日落方位角；

步骤二十二，判断当前时间，若为日出时间，则开启太阳跟踪系统；若为日落时间，则关闭太阳跟踪系统；同时确定第二天日出及日落时间，并将电池板复位至第二天的日出方位角。

8.根据权利要求6所述的基于闭环多模式的太阳跟踪方法，其特征在于，所述步骤四包括以下子步骤：

步骤四十一，当太阳照射方向不在电池板法线方向，所述第一角度传感器(3)和所述第二角度传感器(4)将产生的偏差信号传输给所述可编程逻辑控制器(2)，所述可编程逻辑控制器(2)基于积分分离的PID算法计算输出脉冲量，控制所述第一步进电机(10)和所述第二步进电机(11)分别沿东西方向和上下方向调整，带动电池板到指定位置，直至偏差消失，完成闭环自动跟踪。

9.根据权利要求6所述的基于闭环多模式的太阳跟踪方法，其特征在于，所述步骤五包括以下子步骤：

步骤五十一，根据所述本地数据备份模块(9)的信息，判断当前时间，若到跟踪时间，则读取GPS信号并传输给所述可编程逻辑控制器(2)；若不到跟踪时间，则不对太阳进行跟踪；

步骤五十二，将GPS信号进行本地数据备份；

步骤五十三，根据GPS信号中的日期、时间及观测点经纬度信息，确定当前跟踪日期为一年中的第几天，确定太阳赤纬角；并根据GPS信号确定当前时间，确定太阳时角；

步骤五十四，根据GPS信号，获取观测点的经度及纬度，获取太阳高度角和太阳方位角。