1.一种太阳直接辐射仪，其特征在于：包括步进电机模块、主控模块、光电检测模块以及辐射检测模块（1），所述步进电机模块包括方位轴步进电机（7）和高度轴步进电机（6），方位轴步进电机（7）固定在底座（9）上，且方位轴步进电机（7）的电机轴垂直安装在底座（9）中心，以底座（9）中心为原点，穿过原点的X轴和Y轴构成的坐标面平行于底座（9）平面，方位轴步进电机（7）的电机轴轴向方向为Z轴，构建三维坐标系；

高度轴步进电机（6）设置在方位轴步进电机（7）位于Y轴方向的顶部，且高度轴步进电机（6）的电机轴垂直于Z轴方向设置；

光电检测模块和辐射检测模块（1）连接形成检测构件，高度轴步进电机（6）的电机轴与检测构件连接；

主控模块同时与步进电机模块、检测构件连通，主控模块向方位轴步进电机（7）发送启动指令，检测构件能够在X轴和Y轴构成的坐标面内移动，主控模块向高度轴步进电机（6）发送启动指令，检测构件能够在X轴和Z轴构成的坐标面、Y轴和Z轴构成的坐标面内移动；

检测构件安装在圆柱形光筒（2）内，圆柱形光筒（2）的一端安装辐射检测模块（1），其中，辐射检测模块（1）包括透镜（14）、感应面（15）、热电堆（16）以及测量底座（17），在测量底座（17）的表面顺次叠设热电堆（16）、感应面（15）以及透镜（14），透镜（14）罩设在圆柱形光筒（2）的一端端口；

且透镜（14）朝向太阳方向；

在圆柱形光筒的箱体外壁上套设光筒卡轮（3），光筒卡轮（3）与高度轴步进电机（6）的电机轴固定。

2.根据权利要求1所述的太阳直接辐射仪，其特征在于：所述光电检测模块为光电检测传感器，多个光电检测传感器沿着透镜（14）的圆周边均匀分布。

3.根据权利要求2所述的太阳直接辐射仪，其特征在于：光电检测传感器设置四个，沿着透镜（14）的圆周四个象限均匀分布。

4.根据权利要求2所述的太阳直接辐射仪，其特征在于：步进电机模块、主控模块均置于方型箱体（11）内，步进电机模块的方位轴步进电机（7）的电机轴伸出方型箱体（11）与底座（9）固定；

在方型箱体（11）内底部布设电机托盘（12），方位轴步进电机（7）置于电机托盘（12）上。

5.根据权利要求2所述的太阳直接辐射仪，其特征在于：所述主控模块包括STM32微处理器（8）、步进电机驱动模块、无线通信模块以及外围电路，四者连通；

光电检测模块、辐射检测模块（1）以及步进电机模块同时与主控模块连通，且步进电机模块与辐射检测模块（1）连通，还包括上位机模块，其同样与主控模块连通。

6.根据权利要求5所述的太阳直接辐射仪，其特征在于：所述无线通信模块选用ZigBee进行数据传输。

7.一种基于权利要求6所述太阳直接辐射仪的自动跟踪方法，其特征在于：具体包括以下步骤:步骤S1：上位机通过ZigBee无线通信向主控模块发出启动指令，通过主控模块获取当前检测地的经度、纬度以及时间，计算太阳时角ω，计算公式为：，

公式（1）中，ω为太阳时角，N0为当前检测地的经度，NST为制定标准时间所采用的标准经度，T0为当前检测地的时间，W为经度修正系数；

步骤S2：通过主控模块获取当前检测地的经度、纬度以及时间，计算太阳赤纬角δ，计算公式为：，

公式（2）中，B为太阳相对于地球的角度，且 ，N为天数，且从每年的1月1日开始记录天数；

步骤S3：通过步骤S1和步骤S2计算得到的太阳时角和太阳赤纬角计算太阳高度角以及太阳方位角，其中太阳高度角 的计算公式为：，

公式（3）中，δ为太阳赤纬角，φ 为检测地的纬度角，ω为太阳时角；

太阳方位角的计算公式为：

，

公式（4）中， 为太阳方位角，δ为太阳赤纬角，φ为检测地的纬度角， 为太阳高度角；

步骤S4：根据步骤S3，获取太阳高度角以及太阳方位角，调整太阳直接辐射仪的初始位置，使其进入初始状态；

步骤S5：若初始状态跟踪后无累积误差，则直接获取太阳直接辐射测量值，若跟踪后存在累积误差，则进行下一步；

步骤S6：太阳直接辐射进行视日运动轨迹跟踪，太阳光在四个光电检测器内形成圆形光斑，光斑在四象限的部分分别假设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，由光电效应产生的电信号分别为VⅠ、VⅡ、VⅢ、VⅣ，设定光斑中心与检测构件在X轴和Y轴构成的坐标面内的偏差值为Gxy，光斑中心与检测构件在X轴和Z轴构成的坐标面、Y轴和Z轴构成的坐标面内的偏差值为Gh，偏差值的计算公式分别为：，

同时，辐射测量模块获取本次的辐射测量值以及上一次太阳的辐射测量值，计算太阳直接辐射的相对变化值：，

公式（6）中，S1为本次的辐射测量值，S0为上一次的太阳辐射测量值；

步骤S7：通过步骤S6获取的偏差值以及太阳直接辐射的相对变化值计算得出当前方位轴步进电机（7）和高度轴步进电机（6）的运动方向，即，

，

公式（7）、公式（8）中，a为光电检测传感器（4）的权重系数，取0.4，b为太阳辐射测量值的权重系数，取0.6， Dxy为方位轴步进电机（7）在X轴和Y轴构成的坐标面内的移动方位，Dh为高度轴步进电机（6）在X轴和Z轴构成的坐标面、Y轴和Z轴构成的坐标面内的移动方位；

步骤S8：由主控模块根据Dxy及Dh分别对方位轴步进电机（7）和高度轴步进电机（6）进行步进旋转微调，同时再次分别进行太阳直接辐射值及光电传感器的检测并计算Dxy及Dh，若Dxy及Dh的符号即方向改变时，分别停止调节，直到方位角及高度角调整完毕；

步骤S9：每隔1分钟，重复按照步骤S1‑S7进行检测构件的姿态调整，直至获取无误差的太阳直接辐射测量值，并将结果通过ZigBee无线通信传送至上位机，结束跟踪。

8.根据权利要求7所述太阳直接辐射仪的自动跟踪方法，其特征在于：步骤S9中获取太阳直接辐射测量值的具体步骤为：步骤S91：太阳光直射至透镜（14）表面，通过透镜（14）传至感应面（15），当感应面（15）接受太阳光辐射后，达到相对热平衡时计算公式为，

公式（9）中，K1为传导到底端测量底座（17）的热传导系数，K2为空气温度与感应面温度的热传导系数，t1为感应面（15）的温度，t2为测量底座（17）的温度，ε为感应面（15）的吸收率，I为检测入射辐射值，t3为空气温度；

步骤S92：通过获取感应面（15）与测量底座（17）的温差，计算热电堆（16）产生的电动势，公式为，

公式（10）中，I0为热电端转换系数，单位为 ，t1为感应面（15）的温度，t2为测量底座（17）的温度；

步骤S93：结合步骤S91的公式（9）和步骤S92的公式（10），得到电动势信号的计算公式为，

公式（11）中，I0为热电端转换系数，单位为 ，K1为传导到底端测量底座（17）的热传导系数，K2为空气温度与感应面温度的热传导系数，t1为感应面（15）的温度，t2为测量底座（17）的温度，ε为感应面（15）的吸收率，I为检测入射辐射值，t3为空气温度，由公式（11）得出辐射检测模块（1）的输出电信号大小，从而计算出直接辐射度的强弱。