KR101998243B1 - 천체 자동 추적장치 - Google Patents

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Abstract

GPS가 없는 곳에서도 천체망원경을 이용하여 천체를 자동으로 추적할 수 있도록 한 천체 자동 추적장치에 관한 것으로서, 시간 및 탐색하고자 하는 천체 정보를 입력하며, 관측 정보를 입력하는 입력부, 천측력 데이터가 저장된 천측력 데이터베이스, 입력부를 통해 입력된 관측 정보와 상기 천측력 데이터베이스에 저장된 천측력 데이터를 이용하여 탐색하고자 하는 천체의 위치를 연산하고, 연산 결과를 기초로 천체망원경의 이동을 제어하는 천체 추적 제어부, 천체 추적 제어부와 연동하여 상기 천체망원경의 이동력을 발생하는 천체망원경 구동부 및 천체망원경 구동부에서 발생한 이동력에 따라 상부에 올려진 천체망원경을 추적된 천체 방향으로 이동시키는 천체망원경 이동부를 포함하여, 천체 자동 추적장치를 구현한다.

Description

천체 자동 추적장치{Astronomical auto tracking apparatus}
본 발명은 천체 자동 추적장치에 관한 것으로, 특히 GPS가 없는 곳에서도 천체망원경을 이용하여 천체를 자동으로 추적할 수 있도록 한 천체 자동 추적장치에 관한 것이다.
우리나라에서도 별자리 동호회 인원이 점점 증가하는 추세이다. 별자리 관측은 고대로부터 지금까지 여러 가지 이유를 가지고 활발히 진행되고 있다. 특히 천문학이 발전한 요즘에서는 많은 사람이 천체 관측용 망원경을 구입하여 손쉽게 취미 활동으로 원하는 천체를 관측하는 즐거움을 느끼고 있다.
통상, 천체망원경은 야간에 천체의 별자리나 달의 표면 등을 관찰하는데 주로 사용되는 것으로, 주로 기상대나 연구소 및 학교의 교육용으로 많이 이용되고 있다.
천체망원경에 GPS를 부착하면 천체망원경이 설치된 지구상의 위치를 알 수 있다. 만일 이 천체망원경이 자동화시스템으로 되어 있다면, 별(천체)을 관측하는 사람은 원하는 천체를 입력단에 입력하여 천체망원경이 원하는 천체를 가리키게 할 수 있다. 따라서 어두운 밤하늘에 어느 곳에 보고 싶은 별이 있는지를 몰라도 자동으로 원하는 천체를 찾아 주는 천체망원경을 구현할 수 있다.
추운 겨울 가정에서 별을 관측하고자 할 때, 혹은 GPS 신호를 직접 받을 수 없어 자동으로 자신의 위치를 파악하지 못할 경우, 관측자는 천체망원경의 위치를 직접 위도와 경도로 파악하고, 입력하여 자동화된 천체망원경을 움직일 수도 있다.
또한, 천체망원경 시스템이 일종의 에러를 동반할 경우, 혹은 관측자의 관측 에러가 있을 경우에도 위도/경도의 입력 오류로 인해 원하는 별자리 관측이 용이하지 못할 수도 있다.
천체망원경을 이용하여 천체를 관측하고자 하는 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 대물렌즈 후단에 위치하는 디스플레이장치, 제1 및 제2 커넥터를 통하여 디스플레이장치와 전기적으로 접속되는 조작장치를 포함하여, 디스플레이장치 내장형 천체망원경을 구현한다. 즉, 천체망원경의 경통에 디스플레이장치를 내장하여 디스플레이장치의 화면을 통하여 언제 어디서나 다양한 천체, 행성, 항성, 별자리 등을 관찰할 수 있도록 한다.
대한민국 공개특허 10-2011-0003014(2011.01.11. 공개)(디스플레이장치 내장형 천체망원경)
그러나 상기와 같은 일반적인 천체망원경 및 종래기술은 자동으로 천체를 추적하기 위해서 반드시 GPS가 필요하며, GPS 신호를 수신하지 못하는 경우에는 자동으로 천체를 추적하는 것이 어려운 단점이 있다.
특히, GPS가 수신되지 않는 상황의 자동 천체망원경 시스템에서, 사용자가 직접 천체망원경의 위도와 경도를 입력하면 자동으로 천체를 추적하는 것은 가능하나, 이 또한 사용자가 현재 천체망원경의 위도와 경도를 알아내는 것도 결코 쉬운 작업이 아니다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 GPS를 획득하지 못하는 상황에서의 천체망원경 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, GPS가 없는 곳에서도 천체망원경을 이용하여 천체를 자동으로 추적할 수 있도록 한 천체 자동 추적장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 천체 자동 추적장치는, 시간 및 탐색하고자 하는 천체 정보를 입력하며, 관측 정보를 입력하는 입력부; 천측력 데이터가 저장된 천측력 데이터베이스; 상기 입력부를 통해 입력된 관측 정보와 상기 천측력 데이터베이스에 저장된 천측력 데이터를 이용하여 탐색하고자 하는 천체의 위치를 연산하고, 연산 결과를 기초로 천체망원경의 이동을 제어하는 천체 추적 제어부; 상기 천체 추적 제어부와 연동하여 상기 천체망원경의 이동력을 발생하는 천체망원경 구동부; 상기 천체망원경 구동부에서 발생한 이동력에 따라 상부에 올려진 천체망원경을 추적된 천체 방향으로 이동시키는 천체망원경 이동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 입력부는 적어도 두 개 이상의 천체 관측 정보를 입력하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 천체망원경 구동부는 상기 천체 추적 제어부의 제어에 따라 상기 천체망원경 이동부를 이동시키는 모터; 상기 모터에 의해 이동하는 천체망원경 이동부의 이동 위치를 검출하여 상기 천체 추적 제어부에 제공하는 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 모터는 천체망원경 이동부를 상하로 이동시키는 제1모터와 좌우로 이동시키는 제2모터를 포함하고, 상기 엔코더는 상기 천체망원경 이동부의 상하 이동 위치를 검출하는 제1엔코더와 상기 천체망원경 이동부의 좌우 이동 위치를 검출하는 제2엔코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 GPS가 없는 곳에서도 천체망원경을 이용하여 천체를 자동으로 추적할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 원하는 천체를 직접적으로 찾지 않아도, 자동으로 천체를 자동으로 추적할 수 있어, 별자리 관측에 용이함을 도모해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 천체 자동 추적장치의 구조도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 천체 자동 추적장치의 블록 구성도,
도 3은 본 발명에서 천체망원경의 위치 산출을 위한 알고리즘 예시 도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 천체 자동 추적장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 천체 자동 추적장치의 사시도로서, 자동화된 천체망원경(1)을 지지하여 관측에 용이함을 제공해주는 받침대(10), 상기 받침대(10)의 상부에 장착되고, 상부에 올려진 천체망원경(1)을 추적된 천체 방향으로 자동 이동시키는 천체망원경 이동부(20)를 포함한다.
여기서 천체망원경 이동부(20)는 상, 하 이동을 위한 각도 조절부와 좌, 우 이동을 위한 회전부를 구비하고, 각도 조절부에 의해 상하 이동을 하여 천체망원경(1)의 상하 위치를 조절하며, 회전부에 의해 좌우 회전을 하여 천체망원경(1)을 좌우로 이동시킨다. 각도 조절부나 회전부의 구성은 자동으로 장치를 상하좌우로 이동시키기 위해 알려진 이동수단을 그대로 채택하여 사용할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 천체 자동 추적장치의 블록 구성도로서, 입력부(30), 전원부(40), 천측력 데이터베이스(DB)(50), 천체 추적 제어부(60), 천체망원경 구동부(70), 표시부(80)를 포함한다. 도면에는 도시하지 않았지만 전원 버튼도 구비된 것으로 가정한다.
입력부(30)는 시간(내장 클럭이 있을 경우 자동으로 입력 가능) 및 탐색하고자 하는 천체 정보를 입력하며, 관측 정보를 입력하는 역할을 하는 것으로서, 관측 완료 버튼을 포함할 수 있다. 입력부(30)는 적어도 두 개 이상의 천체 관측 정보를 입력한다. 아울러 입력부(30)는 다수의 조작 버튼과 키보드를 이용할 수 있으며, 다수의 조작 버튼과 데이터 입력이 가능한 터치 패널을 이용할 수 있다. 현재 정보를 표시해주는 표시부(80)를 터치 패널로 구현할 경우, 입력부(30)와 표시부(80)를 단일의 구성으로 구현하는 것도 가능하다.
전원부(40)는 내장된 배터리의 전원을 이용하여 각각의 부분에 구동 전원을 공급해주는 역할을 한다.
천측력 데이터베이스(DB)(50)는 천측력 데이터를 저장하는 역할을 한다.
여기서 천측력 데이터는 시각에 따른 천체의 위치 정보를 포함한다.
대부분의 별과 별자리에서도 그 일정한 운동을 관측할 수 있는 데, 천체의 규칙적인 움직임을 정리해 놓은 것을 천측력 데이터라 한다. 이러한 천측력은 천체의 관측에 필요한 태양, 달, 행성, 항성 등의 위치를 비롯하여 천체의 관측이 가능한 각종 정보를 포함하고 있다.
천체 추적 제어부(60)는 상기 입력부(30)를 통해 입력된 관측 정보와 상기 천측력 데이터베이스(DB)(50)에 저장된 천측력 데이터를 이용하여 탐색하고자 하는 천체의 위치를 연산하고, 연산 결과를 기초로 천체망원경(1)의 이동을 제어하는 역할을 한다. 이러한 천체 추적 제어부(60)는 중앙처리장치(CPU), 마이크로프로세서, 마이컴, 컨트롤러와 같은 제어장치로 구현할 수 있다.
천체망원경 구동부(70)는 상기 천체 추적 제어부(60)와 연동하여 상기 천체망원경(1)을 이동시키기 위한 이동력을 발생하는 역할을 한다.
이러한 천체망원경 구동부(70)는 상기 천체 추적 제어부(60)의 제어에 따라 상기 천체망원경 이동부(20)를 이동시키는 모터(71), 상기 모터(71)에 의해 이동하는 천체망원경 이동부(20)의 이동 위치를 검출하여 상기 천체 추적 제어부(60)에 제공하는 엔코더(encoder)(72)를 포함한다. 모터(71)는 천체망원경(1)의 상하 이동을 위한 제1모터와 좌우 이동을 위한 제2모터와 같이 2개의 모터를 이용할 수 있으며, 엔코더(72) 역시 상하 이동 위치를 검출하기 위한 제1엔코더와 좌우 이동위치를 검출하기 위한 제2엔코더와 같이 2개의 엔코더를 이용할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 천체 자동 추적장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자(천체 관측자)는 천체를 관측하고자 하는 곳에 받침대(10)를 설치하고, 삼발이를 이용하여 수평을 맞추고, 높이를 조절한다. 여기서 삼발이는 높이 조절을 할 수 있는 것으로 가정한다. 이어, 천체망원경 이동부(20)의 상부에 천체망원경(1)을 장착한 후, 나사를 이용하여 고정을 한다.
상기와 같은 과정으로 받침대(10)에 천체망원경(1)을 장착하고, 장착이 완료되면, 전원 버튼을 온(on) 상태로 조작한다. 전원 버튼이 온(on) 상태로 조작되면, 전원부(40)에 의해 구동 전원이 공급된다.
구동 전원이 공급되면 천체 추적 제어부(60)는 초기화를 수행하고, 기초적인 준비 완료 정보 등을 표시부(80)를 통해 표시해준다. 예를 들어, 천체 관측 준비완료 정보 등을 표시부(80)를 통해 표시해주어, 사용자가 천체 관측 준비 상태를 인지하도록 한다.
사용자(관측자)는 천체 관측 준비 완료 상태가 되면, 입력부(30)를 통해 시간 정보를 입력하고(시스템 내부에 클럭이 자동화되어 있는 경우 자동 입력됨), 현재 시각이 낮이면 태양을 이용하여 30분의 이상의 시간 간격을 두고 천체를 두 번 관측하고, 관측 완료 버튼을 누른다. 현재 시각이 밤이면 미리 알고 있는 천체 두 개를 선정하여 각각 관측하고, 관측 완료 버튼을 누른다.
여기서 천체 관측 정보는 주간에는 태양을 관측하며, 시간의 간격을 두고 태양을 여러 번 관측하는 격시관측을 시행하여 천체 관측 정보를 획득하고, 밤이나 박명시에는 달, 항성 및 복수의 행성(금성, 화성, 목성, 토성, 등)을 이용하여 여러 천체를 동시에 관측하는 동시관측을 시행하여 획득한다. 격시관측 혹은 동시관측 시 등고권이 교차하는 2개의 위치와 진북 대비 천체의 방위 정보를 측정하는 기술은 일반적인 격시관측 시 획득할 수 있는 천문정보이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 관측자가 하늘의 천체를 관측할 경우, 수평이 정확히 이루어져 있는 상태라면, 천정(Zenith)(지구의 평면을 기준으로 관측자의 머리 위, 즉 지표면과 360° 모든 방향에서 90°를 이루는 천구의 한 지점)은 정확히 가운데에 위치한다. 여기서 천구는 지구 중심에서 무한대의 반경을 가진 가상의 구로서, 이 천구 상에서 모든 천체가 위치하고 이동한다.
이후, 입력부(30)를 통해 원하는 천체의 이름을 입력하고, 추적 명령(예를 들어, 입력 완료 버튼 조작)을 내리면, 천체 추적 제어부(60)는 입력된 천체 이름과 현재 시각에 따른 천측력 데이터를 이용하여 원하는 천체 위치를 자동으로 파악한다.
여기서 천체 위치를 파악한 후, 천체망원경(1)을 원하는 천체 위치로 자동 이동시키기 위해서는, 현재 천체망원경(1)의 위치를 알아야 한다.
천체망원경(1)의 위치를 알기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이, Δz(천체의 방위각; 관측 대상의 천체에 대해 관측자 위치에서 첫 번째 관측한 천체의 방위각과 두 번째 관측한 천체의 방위차(변화량))와 Δh(천체의 고도; 관측 대상의 천체의 대해 관측자 위치에서 첫 번째 관측한 천체의 고도각과 두 번째 관측한 천체의 고도각의 차(변화량))를 이용하여 하기의 수학식을 이용하여 천체망원경의 위치를 산출한다.
도 3에서 2개의 천체 교차점이 관측자(천체망원경)의 위치가 된다. 두 개의 등고권이 겹치는 두 점이 교차점이다.
관측된 두 천체의 지위가 이루는 거리(D12)는 아래의 [수학식 1] 로 산출한다.
[수학식 1]
D12 = acos(sin(dec1)sin(dec2) + cos(dec1)cos(dec2)cos(LHA2 - LHA1))
z3 = z2 - z1
여기서, z3는 Δz를 나타내고, D12는 관측된 두 천체(Star1, Star2)의 지위(천체의 위치지점을 좌표로 나타내는 것으로서, GHA(Greenwich Hour Angle)와 dec의 위치좌표로 나타냄)가 이루는 거리각이다. dec1은 Star1의 적위(Declination; 천체(Star1의 위치좌표로 천구의 적도면에서 천체까지의 각을 말한다. 지구의 위도에 대응함), dec2는 Star2의 적위(Declination), LHA1은 지방 시각(Local Hour Angle)으로 관측자의 자오선(Longitude)과 천체 Star1의 자오선(GHA1)의 사이각을 나타내며, LHA2는 관측자의 자오선(Longitude)과 천체 Star2의 자오선(GHA2)의 사이각을 나타낸다. z1은 관측자의 위치에서 Star1의 방위각, z2는 관측자의 위치에서 Star2의 방위각, z3은 z2 - z1의 연산 결과값을 각각 나타낸다.
Δh를 구하기 위해서는, r1(관측자의 위치와 Star1의 거리각, Star1의 등고도권을 나타냄), r2(관측자의 위치와 Star2의 거리각, Star2의 등고도권을 나타냄)는 알지 못하므로 아래와 같은 [수학식 2] 내지 [수학식 4]를 이용한 계산을 통해 구해야 한다.
[수학식 2]
r3 = r2 - r1
r4 = r2 + r1
여기서, r3은 r2 - r1의 연산 결과값을 나타내므로 Δh를 의미한다. 즉 천체를 두 번 관측하여, 그 고도각들의 차를 의미하는 관측치다. r4는 r2 + r1의 연산 결과값을 각각 나타낸다.
r1, r2, D12가 이루는 작은 삼각형에서 r4는 다음과 같은 수학식으로 산출한다.
[수학식 3]
r4 = acos((2cos(r3) - 2cos(D12))/(cos(z3)-1) + cos(r3))
[수학식 4]
Figure 112019009354779-pat00001
Figure 112019009354779-pat00002
상기와 같은 과정으로 r1과 r2를 구하였으므로, 이를 이용하여 천체망원경(1)의 위도와 경도를 공지의 기술(Celestial Navigation in the GPS Age, John Karl, 서적)을 이용하여 아래의 [수학식 5]를 이용하여 산출한다.
[수학식 5]
cos(D12) = sin(dec1)sin(dec2) + cos(dec1)cos(dec2)cos(GHA2-GHA1)
첫 번째 천체 Star1과 Pole이 이루는 선분과 선분 D12가 이루는 각 A를 구하면 아래의 [수학식 6] 과 같다.
[수학식 6]
cos(A) = (sin(dec2) - sin(dec1)cos(D12)) / (cos(dec1)sin(D12))
첫 번째 천체 Star1과 관측자가 이루는 선분과 선분 D12가 이루는 각 B를 구하면 아래의 [수학식 7] 과 같다.
[수학식 7]
cos(B) = (cos(r2) - cos(D12)cos(r1)) / (sin(D12)sin(r1))
이어, 관측자의 위치 Lat를 구하면 하기의 [수학식 8]로 표현된다. 여기서 Lat은 관측자(천체망원경)의 위도를 나타낸다.
[수학식 8]
sin(Lat) = sin(dec1)cos(r1) + cos(dec1)sin(r1)cos(A-B)
다음으로, 상기 수학식을 이용하여 경도 성분을 구하기 위해 관측자와 천체 Star1과의 경도차(혹은 지방시각)를 구하면 아래의 [수학식 9]와 같이 표현된다.
[수학식 9]
cos(LHA1) = (cos(r1) - sin(dec1)sin(Lat)) / (cos(dec1)cos(Lat))
여기서 LHA(Local Hour Angle)는 지방시각을 나타내며 서쪽으로 0°에서 360°까지의 범위를 가진다.
이를 기반으로 첫 번째 천체의 경도 Lon을 산출하면 하기의 [수학식 10]으로 표현된다.
[수학식 10]
Lon = LHA1 - GHA1
여기서, LHA1(Local Hour Angle)은 관측자와 천체 star1 간의 지방시각, GHA1은 Star1의 본초시각(Greenwich Hour Angle), Lon은 관측자의 경도를 각각 나타낸다.
따라서 상기 수학식을 통해 두 등고권에 따른 위도상의 상측 위치 (Lat, Lon)을 산출한다. 그러나 앞서 기술한 것과 같이 두 등고권이 겹칠 경우 반드시 2개의 위치가 나타나므로 상대적으로 위도상 아래의 위치를 구하기 위해서는 상기 [수학식 8] 에서 마지막 cosine 항의 인자 (A-B)를 (A+B)로 처리하여 나머지 수식을 동일하게 처리하면 된다.
이러한 과정으로 천체망원경(1)의 현재 위치(위도와 경도)를 산출하면, 상기 천측력 데이터를 기반으로 현재 위치로부터 입력된 이름의 천체까지의 이동 값을 산출한다. 즉, 현재 위치를 기반으로 사용자가 입력한 천체가 위치하는 곳까지 천체망원경(1)을 상하좌우로 이동할 이동 값을 산출하게 된다.
이어, 천체망원경(1)의 상하좌우 이동 값 계산이 이루어지면, 이를 기반으로 천체망원경 구동부(70)에 상하좌우 이동 데이터를 전달한다.
여기서 상하좌우 이동 데이터는 좌우 이동데이터와 상하 이동데이터로 구분된다. 먼저, 좌우 이동데이터에 의해 모터(71) 중 좌우 모터가 동작을 하여 천체망원경 이동부(20)의 회전부를 특정 방향(예를 들어, 좌측 또는 우측)으로 동작시켜 천체망원경(1)을 회전시킨다. 상기 회전부가 좌측으로 회전된다고 가정을 하고, 회전부가 좌측으로 회전을 시작하면 엔코더(72)의 좌우측 이동 위치를 검출하는 엔코더에 의해 이동 위치가 실시간으로 검출되어 천체 추적 제어부(60)에 입력된다. 천체 추적 제어부(60)는 엔코더(72)에 의해 검출되는 위치 값을 이용하여 모터(71)의 회전량을 조절하면서, 천체망원경 이동부(20)를 원하는 좌측 위치로 이동시킨다.
천체망원경(1)의 좌우 회전이 완료되면, 다음으로 천체망원경(1)의 상하 각도 조절을 위해, 상하 이동데이터에 의해 모터(71) 중 상하 모터가 동작을 하여 천체망원경 이동부(20)의 각도 조절부를 특정 방향(예를 들어, 위 또는 아래)으로 동작시켜 천체망원경(1)을 회전시킨다. 상기 각도 조절부가 위로 올려진다고 가정을 하고, 각도 조절부가 위로 이동을 시작하면 엔코더(72)의 상하 이동 위치를 검출하는 엔코더에 의해 상부 각도 이동위치가 실시간으로 검출되어 천체 추적 제어부(60)에 입력된다. 천체 추적 제어부(60)는 엔코더(72)에 의해 검출되는 각도 값을 이용하여 모터(71)의 회전량을 조절하면서, 천체망원경 이동부(20)를 이동시켜 원하는 각도로 이동시킨다.
이러한 과정을 통해 사용자가 입력한 이름의 천체 위치로 천체망원경(1)의 방향을 자동으로 조절한다. 천체망원경(1)의 방향 조절이 완료되면, 천체 추적 제어부(60)는 표시부(80)를 통해 방향 조절이 완료되었다는 메시지를 표출하여, 사용자가 천체 추적이 완료되었음을 인지하게 된다.
이후, 사용자(관측자)는 천체망원경(1)을 통해 자신이 선택한 천체를 관측하면 된다.
이와 같이 본 발명은 GPS 신호가 없는 경우에도, 자동으로 천체를 추적하여 관측자가 용이하게 천체를 관측할 수 있도록 도모해주는 효과가 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 당해 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 자명하다 할 것이다.
1: 천체망원경
10: 받침대
20: 천체망원경 이동부
30: 입력부
40: 전원부
50: 천측력 데이터베이스(DB)
60: 천체 추적 제어부
70: 천체망원경 구동부
71: 모터
72: 엔코더
80: 표시부

Claims (5)

  1. GPS가 없는 자동 천체망원경에서 천체를 자동으로 추적하기 위한 장치로서,
    시간 및 탐색하고자 하는 천체 정보를 입력하며, 관측 정보를 입력하는 입력부;
    천측력 데이터가 저장된 천측력 데이터베이스(DB);
    상기 입력부를 통해 입력된 관측 정보와 상기 천측력 데이터베이스에 저장된 천측력 데이터를 이용하여 탐색하고자 하는 천체의 위치를 연산하고, 연산 결과를 기초로 천체망원경의 이동을 제어하는 천체 추적 제어부;
    상기 천체 추적 제어부와 연동하여 상기 천체망원경의 이동력을 발생하는 천체망원경 구동부; 및
    상기 천체망원경 구동부에서 발생한 이동력에 따라 상부에 올려진 천체망원경을 추적된 천체 방향으로 이동시키는 천체망원경 이동부를 포함하고,
    상기 입력부는 적어도 두 개 이상의 천체 관측 정보를 입력하며,
    상기 천체 추적 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 두 개의 천체 관측 정보와 천측력 데이터를 기반으로, 아래의 수학식을 이용하여 천체망원경의 위도와 경도를 자동으로 산출하는 것을 특징으로 하는 천체 자동 추적장치.
    z3 = z2 - z1 ; Δz
    r3 = r2 - r1 ; Δh
    D12 = acos(sin(dec1)sin(dec2) + cos(dec1)cos(dec2)cos(GHA2-GHA1))
    r4 = acos((2cos(r3) - 2cos(D12))/(cos(z3)-1) + cos(r3))
    r1 = (r4 - r3) / 2
    r2 = (r4 + r3) / 2
    A = acos((sin(dec2) - sin(dec1)cos(D12)) / (cos(dec1)sin(D12)))
    B = acos((cos(r2) - cos(D12)cos(r1)) / (sin(D12)sin(r1)))
    Lat = asin(sin(dec1)cos(r1) + cos(dec1)sin(r1)cos(A-B))
    LHA1 = acos((cos(r1) - sin(dec1)sin(Lat)) / (cos(dec1)cos(Lat)))
    Lon = LHA1 - GHA1
    여기서, D12는 관측된 두 천체(Star1, Star2)의 지위가 이루는 각거리이며, dec1은 Star1의 적위(Declination), dec2는 Star2의 적위(Declination), LHA는 지방 시각(Local Hour Angle)으로 LHA1은 관측자와 천체 star1 간의 지방시각을 나타낸다. z1은 관측자의 위치에서 천체 Star1을 관측한 방위각, z2는 관측자의 위치에서 천체 Star2를 관측한 방위각, z3은 z2 - z1 의 연산 결과값으로서 Δz로 표현된다. r1은 관측자의 위치와 천체 Star1의 거리각, r2는 관측자의 위치와 천체 Star2의 거리각, r3은 r2 - r1 의 연산 결과값을 나타내며, r4는 r2 + r1 의 연산 결과값을 각각 나타낸다.
    이때 r3는 Δh로 표현된다. 각 A는 첫 번째 천체 Star1과 Pole(Pn)이 이루는 선분과 선분 D12가 이루는 각, 각 B는 첫 번째 천체 Star1과 관측자가 이루는 선분과 선분 D12가 이루는 각, Lat는 관측자의 위도, Lon은 관측자의 경도, GHA1은 Star1의 본초시각(Greenwich Hour Angle), GHA2는 Star2의 본초시각(Greenwich Hour Angle)을 각각 나타낸다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에서, 상기 천체망원경 구동부는 상기 천체 추적 제어부의 제어에 따라 상기 천체망원경 이동부를 이동시키는 모터; 상기 모터에 의해 이동하는 천체망원경 이동부의 이동 위치를 검출하여 상기 천체 추적 제어부에 제공하는 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 천체 자동 추적장치.
  5. 청구항 4에서, 상기 모터는 천체망원경 이동부를 상하로 이동시키는 제1모터와 좌우로 이동시키는 제2모터를 포함하고, 상기 엔코더는 상기 천체망원경 이동부의 상하 이동 위치를 검출하는 제1엔코더와 상기 천체망원경 이동부의 좌우 이동 위치를 검출하는 제2엔코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 천체 자동 추적장치.
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