本發(fā)明涉及導(dǎo)航測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種羅經(jīng)方位自動測量裝置。

背景技術(shù)：

目前，所有艦船都裝備有羅經(jīng)方位儀，盡管現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)不斷發(fā)展，羅經(jīng)方位儀由于其獨立性和高可靠性一直作為艦艇和船舶導(dǎo)航的保底手段之一，尚無更好的設(shè)備代替它。但是，傳統(tǒng)羅經(jīng)方位儀在使用上存在如下缺點：觀測信息靠人腦記憶、觀測結(jié)果需要人工繪算，自動化程度嚴(yán)重偏低。在e航海時代，已經(jīng)不能更好地滿足保底需求了。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明目的在于提供一種羅經(jīng)方位自動測量裝置，不改變羅經(jīng)方位儀原有結(jié)構(gòu)，不影響羅經(jīng)方位儀原來使用，實現(xiàn)傳統(tǒng)羅經(jīng)方位儀目標(biāo)方位角的自動測量，自動感測觀測信息，自動處理觀測信息，自動傳輸觀測信息，自動進(jìn)行定位計算，自動化程度大大提高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種羅經(jīng)方位自動測量裝置,包括：羅經(jīng)方位圈、光學(xué)方位儀、自動測角一體化裝置和上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。所述光學(xué)方位儀安裝在羅經(jīng)方位圈上；所述自動測角一體化裝置由目標(biāo)方位傳感器、信息處理系統(tǒng)、顯示單元、通訊接口、控制系統(tǒng)和供電系統(tǒng)組成。

所述自動測角一體化裝置安裝在光學(xué)方位儀左側(cè)；所述目標(biāo)方位傳感器自有方位基準(zhǔn)，其方位敏感軸和光學(xué)方位儀的光學(xué)瞄準(zhǔn)軸方向一致且轉(zhuǎn)動同步，同步感測光學(xué)方位儀瞄準(zhǔn)的目標(biāo)方位角。

所述信息處理系統(tǒng)實時采集目標(biāo)方位傳感器的方位信息，標(biāo)校后根據(jù)計算模型換算成目標(biāo)方位角信息，標(biāo)?；鶞?zhǔn)至少包括羅北基準(zhǔn)、磁北基準(zhǔn)或是天體方位基準(zhǔn)。

所述通訊接口連接信息處理系統(tǒng)，建立羅經(jīng)方位自動測量裝置與上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的通訊；所述上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)通過通訊接口和羅經(jīng)方位自動測量裝置進(jìn)行導(dǎo)航信息交換(寫入時間校準(zhǔn)信息、寫入天體計算方位、讀取觀測定位信息等)，然后根據(jù)觀測定位信息進(jìn)行定位結(jié)果計算。

所述控制系統(tǒng)連接信息處理系統(tǒng)，發(fā)送控制信號至信息處理系統(tǒng)，對羅經(jīng)方位自動測量裝置進(jìn)行工作狀態(tài)控制；所述顯示單元連接信息處理系統(tǒng)，用來顯示信息處理系統(tǒng)輸出的目標(biāo)觀測信號。

所述供電系統(tǒng)為目標(biāo)方位傳感器、信息處理系統(tǒng)、顯示單元、通訊接口和控制系統(tǒng)統(tǒng)一供電，供電系統(tǒng)具有可充電功能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的羅經(jīng)方位自動測量裝置，不改變羅經(jīng)方位儀現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，不影響羅經(jīng)方位儀原有使用，利用MEMS陀螺儀和磁通門傳感器，實現(xiàn)了羅經(jīng)方位儀觀測目標(biāo)方位角的自動測量，實現(xiàn)了羅經(jīng)方位儀觀測定位測算自動化，和傳統(tǒng)羅經(jīng)方位儀觀測定位相比，自動化程度顯著提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提出的羅經(jīng)方位自動測量裝置的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示羅經(jīng)方位自動測量裝置的測角原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)地描述。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

實施例1

圖1是本發(fā)明所提出的數(shù)字方位儀的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的羅經(jīng)方位自動測量包括羅經(jīng)方位圈1、光學(xué)方位儀2、自動測角一體化裝置10和上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)7。所述光學(xué)方位儀2安裝在羅經(jīng)方位圈1上；所述自動測角一體化裝置10由目標(biāo)方位傳感器3、信息處理系統(tǒng)4、顯示單元5、通訊接口6、控制系統(tǒng)8和供電系統(tǒng)9組成。

所述自動測角一體化裝置10安裝在光學(xué)方位儀2左側(cè)；所述目標(biāo)方位傳感器3自有方位基準(zhǔn)，其方位敏感軸和光學(xué)方位儀2的光學(xué)瞄準(zhǔn)軸方向一致且轉(zhuǎn)動同步，同步感測光學(xué)方位儀2瞄準(zhǔn)的目標(biāo)方位角。

所述信息處理系統(tǒng)4實時采集目標(biāo)方位傳感器3的方位信息，標(biāo)校后根據(jù)計算模型換算成目標(biāo)方位角信息，標(biāo)?；鶞?zhǔn)至少包括羅北基準(zhǔn)、磁北基準(zhǔn)或是天體方位基準(zhǔn)。所述顯示單元5連接信息處理系統(tǒng)4，用來顯示信息處理系統(tǒng)輸出的目標(biāo)觀測信號。

所述通訊接口6連接信息處理系統(tǒng)4，建立羅經(jīng)方位自動測量裝置與上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)7的通訊；所述上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)7通過通訊接口和羅經(jīng)方位自動測量裝置進(jìn)行導(dǎo)航信息交換(寫入時間校準(zhǔn)信息、寫入天體計算方位、讀取觀測定位信息等)，然后根據(jù)觀測定位信息進(jìn)行定位結(jié)果計算。

所述控制系統(tǒng)8由控制按鈕和控制軟件組成，控制按鈕連接信息處理系統(tǒng)4，發(fā)送控制信號至信息處理系統(tǒng)4，對羅經(jīng)方位自動測量裝置進(jìn)行工作狀態(tài)控制。為了使本實施例的羅經(jīng)方位自動測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，一個控制按鈕可以分別用“單擊”、“雙擊”或“長按”三種不同的按鈕操作實現(xiàn)“測量”、“校準(zhǔn)”或“刪除”三種功能控制。

所述供電系統(tǒng)9為目標(biāo)方位傳感器3、信息處理系統(tǒng)4、顯示單元5、通訊接口6和控制系統(tǒng)8統(tǒng)一供電，供電系統(tǒng)9具有可充電功能。

圖2是圖1所示羅經(jīng)方位自動測量裝置的測角原理圖，圖中——

B₁——真方位，以真北為基準(zhǔn)；

B₂——羅方位，以羅經(jīng)北為基準(zhǔn)；

B₃——微機(jī)電陀螺方位，以微機(jī)電陀螺北為基準(zhǔn)；

B₄——磁方位，以磁北為基準(zhǔn)；

Δ₂₁——羅經(jīng)差，Δ₂₁＝B₁-B₂；

Δ₂₃——基準(zhǔn)差，Δ₂₃＝B₃-B₂

B₃、B₄可以由所述目標(biāo)方位傳感器3實時給出。

觀測定位時，長按供電系統(tǒng)9的電源開關(guān)“ON/OFF”開機(jī)，羅經(jīng)方位自動測量裝置開始工作。首先初始化，上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)7通過通訊接口6對羅經(jīng)方位自動測量裝置進(jìn)行初始化參數(shù)設(shè)定，包括：時間設(shè)定、羅經(jīng)差Δ₂₁設(shè)定和模式設(shè)定。模式設(shè)定分為“羅經(jīng)北基準(zhǔn)模式”和“天體方位基準(zhǔn)模式”，由天體計算方位值B_t決定，B_t＝0°是“羅經(jīng)北基準(zhǔn)模式”，B_t≠0°是“天體方位基準(zhǔn)模式”，系統(tǒng)默認(rèn)模式為“羅經(jīng)北基準(zhǔn)模式”，初始化完成后，羅經(jīng)方位自動測量裝置自動進(jìn)入相應(yīng)的工作模式。

“羅經(jīng)北基準(zhǔn)模式”工作流程如下——

步驟1:測定“基準(zhǔn)差”?！盎鶞?zhǔn)差”是羅經(jīng)基準(zhǔn)與微機(jī)電陀螺基準(zhǔn)的差Δ₂₃。測定方法是：通過操控光學(xué)方位儀2就近瞄準(zhǔn)羅經(jīng)方位圈1的0°或180°，雙擊控制按鈕，信息處理系統(tǒng)4自動對“基準(zhǔn)差”進(jìn)行測定。以瞄準(zhǔn)羅經(jīng)方位圈0°為例：轉(zhuǎn)動光學(xué)方位儀，瞄準(zhǔn)羅經(jīng)方位圈0°時，雙擊控制系統(tǒng)8的控制按鈕，此時，信息處理系統(tǒng)4根據(jù)磁北基準(zhǔn)方位信息B₄的大小0°≤B₄≤90°或270°≤B₄≤360°，自動判斷出剛才對準(zhǔn)的是0°，然后按照公式Δ₂₃＝0°-B₃＝-B₃計算出基準(zhǔn)差Δ₂₃，并把測定時間和基準(zhǔn)差Δ₂₃一起記錄保存，同時在顯示單元5實時顯示B₁＝B₃+Δ₂₃+Δ₂₁，其中Δ₂₁為系統(tǒng)初始化時設(shè)定的羅經(jīng)差。此后系統(tǒng)正式進(jìn)入觀測定位狀態(tài)；

步驟2：開始觀測。和傳統(tǒng)羅經(jīng)方位觀測陸標(biāo)定位一樣，光學(xué)方位儀2瞄準(zhǔn)目標(biāo)時，單擊控制系統(tǒng)8的控制按鈕，即完成一次目標(biāo)方位觀測。此時，信息處理系統(tǒng)4同時記錄下觀測時間和B₁，B₁＝B₃+Δ₂₃+Δ₂₁(需要進(jìn)行微機(jī)電陀螺的飄移補(bǔ)償)，把觀測數(shù)據(jù)(時間、方位)送到顯示單元5顯示并保存。

完成單次目標(biāo)方位測定后，所述羅經(jīng)方位自動測量裝置自動進(jìn)入下一次觀測狀態(tài)，等待瞄準(zhǔn)確定。依次往復(fù)，直至觀測結(jié)束。如果發(fā)現(xiàn)本次觀測誤差較大，可以長按控制系統(tǒng)8的控制按鈕，信息處理系統(tǒng)4將會把本次觀測結(jié)果刪除。

步驟3：上傳觀測結(jié)果。觀測結(jié)束時，上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)7可以通過通訊接口6讀取羅經(jīng)方位自動測量裝置存儲的觀測信息，自動計算出定位結(jié)果。

步驟4：定位結(jié)束時，長按供電系統(tǒng)9的電源開關(guān)“ON/OFF”關(guān)機(jī)。

當(dāng)羅經(jīng)差Δ₂₁不可信時，本發(fā)明羅經(jīng)方位自動測量裝置還可以工作在“天體方位基準(zhǔn)模式”。該模式系統(tǒng)初始化時，除了時間設(shè)定外，還要設(shè)定觀測天體的計算方位B_t(這里，觀測天體的計算方位可以提前設(shè)定，是因為天體方位在一定時間范圍內(nèi)變化很小)，滿足B_t≠0°，同時將羅經(jīng)差Δ₂₁置零。此模式下，必須利用天體重新測定羅經(jīng)差Δ₂₁。測定步驟如下——

第一步：測定基準(zhǔn)差Δ₂₃。測定方法同前，此處以瞄準(zhǔn)羅經(jīng)方位圈180°為例：轉(zhuǎn)動光學(xué)方位儀，瞄準(zhǔn)羅經(jīng)方位圈180°時，雙擊控制系統(tǒng)8的控制按鈕，此時，信息處理系統(tǒng)4根據(jù)磁北基準(zhǔn)方位信息B₄的大小90°≤B₄≤270°自動判斷出剛才對準(zhǔn)的是180°，然后按照公式Δ₂₃＝180°-B₃計算出基準(zhǔn)差Δ₂₃，并把測定時間和基準(zhǔn)差Δ₂₃一起記錄保存，同時在顯示單元5實時顯示B₂＝B₃+Δ₂₃。

第二步：天測羅經(jīng)差。轉(zhuǎn)動光學(xué)方位儀，當(dāng)光學(xué)方位儀2瞄準(zhǔn)天體時，單擊控制系統(tǒng)8的控制按鈕，和正常觀測目標(biāo)方位一樣，即可完成一次天測羅經(jīng)差的自動測定。此時，B₁＝B_t，信息處理系統(tǒng)4根據(jù)Δ₂₁＝B₁-B₂＝B_t-(B₃+Δ₂₃)計算出羅經(jīng)差Δ₂₁，然后把觀測時間和羅經(jīng)差Δ₂₁保存在相應(yīng)存儲單元；同時將B_t的值歸零，撤銷“天體方位基準(zhǔn)模式”；進(jìn)一步把B₁＝B₃+Δ₂₃+Δ₂₁(需要進(jìn)行微機(jī)電陀螺的飄移補(bǔ)償)實時送到顯示單元5動態(tài)顯示，系統(tǒng)重新回到“羅經(jīng)北基準(zhǔn)模式”，以下步驟略。

需要說明的是：“天體方位基準(zhǔn)模式”的羅經(jīng)差Δ₂₁測定，由系統(tǒng)根據(jù)B_t的值自動進(jìn)行判斷，對測者而言，相較于“羅經(jīng)北基準(zhǔn)模式”，除了初始化設(shè)置有所不同外，其余操作和“羅經(jīng)北基準(zhǔn)模式”完全相同，這樣的設(shè)計完全是為了用戶使用方便。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。