技术规格
每一项参数都对应一个明确的设计理由。口径的取舍,服从于时间目标。
68 mm 不是妥协的结果。在城市光污染环境下,深空目标可见性的瓶颈是对比度,不是集光力—— 双窄带滤镜加实时叠加带来的提升,显著大于口径从 68 mm 增加到 100 mm 的收益。而更大口径 意味着重量、成本、三脚架刚性与搬运难度的全面恶化,会直接摧毁「30 秒展开」和「学生独立操作」 这两个核心目标。
光学与成像
| 项目 | 规格 | 设计理由 |
|---|---|---|
| 光学形式 | 68 mm 口径 ED 双分离复消色差折射镜 | 兼顾集光力与便携 |
| 焦距 / 焦比 | 354 mm / f5.2 | 兼顾大尺度星云与月面细节 |
| 视场 | 约 1.8° × 1.0° | 同一光学覆盖两类目标 |
| 主相机 | 1/1.2 英寸背照式 CMOS(IMX585 级别),3840 × 2160,2.9 μm 像元 | 深空叠加与行星 ROI 双模式共用 |
| 行星模式 | ROI 高帧率 ≥60 fps 幸运成像 | 行星细节 |
| 副相机 | 广角寻星与巡天相机 | 快速 plate solving 与云量检测 |
| 调焦 | 全程电动 + 温度补偿,无手动对焦旋钮 | 消灭「找不到焦点」这一最大挫败源 |
| 滤镜轮 | 4 工位:太阳模式(前置不可拆卸安全滤镜 + 机内减光)/ 双窄带(Hα 656 nm + OIII 500 nm)/ 宽带光污染 / IR-cut 直通 | 城市光污染下的核心手段 |
结构与机构
| 项目 | 规格 | 设计理由 |
|---|---|---|
| 云台 | 一体式经纬(alt-az),零组装 | 消灭对极轴与寻星镜校准两大门槛 |
| 展开 | 内置折叠三脚架,一键展开 | 放下、开机即可用 |
| 对位 | 自动水平 + plate solving,≤ 60 秒 | 无需对极轴 |
| 整机重量 | ≤ 3.2 kg(含三脚架),带弧形提手 | 学生可独立搬运 |
| 外观约束 | 无小零件、无外露镜片、无外露螺丝;目镜端不使用时自动内藏 | 减少丢失与误操作 |
| 防护 | IP54,通过 1 米跌落测试 | 阳台、小区、户外多场景 |
| 工作温度 | −10 ℃ 至 40 ℃ | 覆盖国内绝大多数地区全年使用 |
传感器与安全
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 传感器组 | GPS、九轴 IMU(电子罗盘 + 倾角)、温湿度与露点传感器、天空亮度传感器、红外测云模块 |
| 自动露点加热 | 根据温湿度预测结露风险并提前启动加热 |
| 太阳模式安全 | 三重锁:物理滤镜在位检测 + 软件双确认 + 镜筒指向限位 |
| 儿童安全锁 | 支持 |
| 指星方式 | 屏幕 AR 指向,不使用激光指星笔 |
| 语音交互 | 内置麦克风与扬声器,支持「这是什么」语音问答 |
电气与连接
| 项目 | 规格 | 设计理由 |
|---|---|---|
| 续航 | ≥ 4 小时,USB-C PD 快充 | 覆盖连续两次课程与户外营地 |
| 无线 | Wi-Fi 6 + 蓝牙 5.2 | 社团课与亲子共看 |
| 同时连接 | ≥ 10 台设备 | 班级协作、亲子共看、科普活动 |
| 存储 | 128 GB 本地 + 云端同步 | 原始 FITS 数据留存,支撑高中数据模式 |
| 离线能力 | 无网络时仍可完成对位、观测与讲解(本地星表 + 本地讲解缓存) | 户外营地与无 Wi-Fi 的阳台 |
工业设计
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 造型语言 | 精致桌面音响,而非实验室仪器 |
| 材质 | 哑光喷砂铝合金机身 + 白色抗冲击工程塑料 |
| 状态光环 | 前端一圈柔和光环:蓝=工作中,橙=太阳模式,红=故障 |
| 侧面小屏 | 显示剩余时间、当前目标与电量 |
| 边角 | 全圆角,无尖锐边角 |
| 配色 | 星夜白(主)、深空蓝(可选) |
| 收纳 | 整机与三脚架一个包,可立可背 |
这些数字是怎么来的
下列指标为产品设计目标值,验证方式与节奏如下。本产品为课程模拟项目,尚未进入量产,以下验证计划尚未执行。
| 指标 | 目标 | 测量方式 |
|---|---|---|
| TTFI 首次出图时间 | P90 ≤ 8 分钟 | 内测设备日志统计 |
| 单次观测成功率 | ≥ 95% | 100 次真实家庭测试,覆盖 Bortle 5–8 |
| 首次独立完成率 | ≥ 90% | 无成人干预的首次使用观察记录 |
| 8 周留存 / 周均使用 | ≥ 60% / ≥ 2 次 | 100 户家庭灰度 |
| 知识转化率 | ≥ 80% 可复述 1 个知识点 | 单次结束后抽样访谈 |
| 学校侧完成度 | 一学期完成 ≥16 课的班级 ≥ 70% | 5 所学校社团课试点 |
验证节奏:EVT(30 台)→ DVT(100 台)→ PVT 与 100 户家庭灰度 → 上市。