一种罗经方位自动测量装置的制作方法

本发明涉及导航测量技术领域，具体涉及一种罗经方位自动测量装置。

背景技术：

目前，所有舰船都装备有罗经方位仪，尽管现代导航技术不断发展，罗经方位仪由于其独立性和高可靠性一直作为舰艇和船舶导航的保底手段之一，尚无更好的设备代替它。但是，传统罗经方位仪在使用上存在如下缺点：观测信息靠人脑记忆、观测结果需要人工绘算，自动化程度严重偏低。在e航海时代，已经不能更好地满足保底需求了。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明目的在于提供一种罗经方位自动测量装置，不改变罗经方位仪原有结构，不影响罗经方位仪原来使用，实现传统罗经方位仪目标方位角的自动测量，自动感测观测信息，自动处理观测信息，自动传输观测信息，自动进行定位计算，自动化程度大大提高。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种罗经方位自动测量装置,包括：罗经方位圈、光学方位仪、自动测角一体化装置和上位机应用系统。所述光学方位仪安装在罗经方位圈上；所述自动测角一体化装置由目标方位传感器、信息处理系统、显示单元、通讯接口、控制系统和供电系统组成。

所述自动测角一体化装置安装在光学方位仪左侧；所述目标方位传感器自有方位基准，其方位敏感轴和光学方位仪的光学瞄准轴方向一致且转动同步，同步感测光学方位仪瞄准的目标方位角。

所述信息处理系统实时采集目标方位传感器的方位信息，标校后根据计算模型换算成目标方位角信息，标校基准至少包括罗北基准、磁北基准或是天体方位基准。

所述通讯接口连接信息处理系统，建立罗经方位自动测量装置与上位机应用系统的通讯；所述上位机应用系统通过通讯接口和罗经方位自动测量装置进行导航信息交换(写入时间校准信息、写入天体计算方位、读取观测定位信息等)，然后根据观测定位信息进行定位结果计算。

所述控制系统连接信息处理系统，发送控制信号至信息处理系统，对罗经方位自动测量装置进行工作状态控制；所述显示单元连接信息处理系统，用来显示信息处理系统输出的目标观测信号。

所述供电系统为目标方位传感器、信息处理系统、显示单元、通讯接口和控制系统统一供电，供电系统具有可充电功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的罗经方位自动测量装置，不改变罗经方位仪现有结构，不影响罗经方位仪原有使用，利用MEMS陀螺仪和磁通门传感器，实现了罗经方位仪观测目标方位角的自动测量，实现了罗经方位仪观测定位测算自动化，和传统罗经方位仪观测定位相比，自动化程度显著提高。

附图说明

图1是本发明所提出的罗经方位自动测量装置的一种实施例的结构示意图；

图2是图1所示罗经方位自动测量装置的测角原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本发明做进一步说明：

实施例1

图1是本发明所提出的数字方位仪的一种实施例的结构示意图。本发明的罗经方位自动测量包括罗经方位圈1、光学方位仪2、自动测角一体化装置10和上位机应用系统7。所述光学方位仪2安装在罗经方位圈1上；所述自动测角一体化装置10由目标方位传感器3、信息处理系统4、显示单元5、通讯接口6、控制系统8和供电系统9组成。

所述自动测角一体化装置10安装在光学方位仪2左侧；所述目标方位传感器3自有方位基准，其方位敏感轴和光学方位仪2的光学瞄准轴方向一致且转动同步，同步感测光学方位仪2瞄准的目标方位角。

所述信息处理系统4实时采集目标方位传感器3的方位信息，标校后根据计算模型换算成目标方位角信息，标校基准至少包括罗北基准、磁北基准或是天体方位基准。所述显示单元5连接信息处理系统4，用来显示信息处理系统输出的目标观测信号。

所述通讯接口6连接信息处理系统4，建立罗经方位自动测量装置与上位机应用系统7的通讯；所述上位机应用系统7通过通讯接口和罗经方位自动测量装置进行导航信息交换(写入时间校准信息、写入天体计算方位、读取观测定位信息等)，然后根据观测定位信息进行定位结果计算。

所述控制系统8由控制按钮和控制软件组成，控制按钮连接信息处理系统4，发送控制信号至信息处理系统4，对罗经方位自动测量装置进行工作状态控制。为了使本实施例的罗经方位自动测量装置结构简单，操作方便，一个控制按钮可以分别用“单击”、“双击”或“长按”三种不同的按钮操作实现“测量”、“校准”或“删除”三种功能控制。

所述供电系统9为目标方位传感器3、信息处理系统4、显示单元5、通讯接口6和控制系统8统一供电，供电系统9具有可充电功能。

图2是图1所示罗经方位自动测量装置的测角原理图，图中——

B₁——真方位，以真北为基准；

B₂——罗方位，以罗经北为基准；

B₃——微机电陀螺方位，以微机电陀螺北为基准；

B₄——磁方位，以磁北为基准；

Δ₂₁——罗经差，Δ₂₁＝B₁-B₂；

Δ₂₃——基准差，Δ₂₃＝B₃-B₂

B₃、B₄可以由所述目标方位传感器3实时给出。

观测定位时，长按供电系统9的电源开关“ON/OFF”开机，罗经方位自动测量装置开始工作。首先初始化，上位机应用系统7通过通讯接口6对罗经方位自动测量装置进行初始化参数设定，包括：时间设定、罗经差Δ₂₁设定和模式设定。模式设定分为“罗经北基准模式”和“天体方位基准模式”，由天体计算方位值B_t决定，B_t＝0°是“罗经北基准模式”，B_t≠0°是“天体方位基准模式”，系统默认模式为“罗经北基准模式”，初始化完成后，罗经方位自动测量装置自动进入相应的工作模式。

“罗经北基准模式”工作流程如下——

步骤1:测定“基准差”。“基准差”是罗经基准与微机电陀螺基准的差Δ₂₃。测定方法是：通过操控光学方位仪2就近瞄准罗经方位圈1的0°或180°，双击控制按钮，信息处理系统4自动对“基准差”进行测定。以瞄准罗经方位圈0°为例：转动光学方位仪，瞄准罗经方位圈0°时，双击控制系统8的控制按钮，此时，信息处理系统4根据磁北基准方位信息B₄的大小0°≤B₄≤90°或270°≤B₄≤360°，自动判断出刚才对准的是0°，然后按照公式Δ₂₃＝0°-B₃＝-B₃计算出基准差Δ₂₃，并把测定时间和基准差Δ₂₃一起记录保存，同时在显示单元5实时显示B₁＝B₃+Δ₂₃+Δ₂₁，其中Δ₂₁为系统初始化时设定的罗经差。此后系统正式进入观测定位状态；

步骤2：开始观测。和传统罗经方位观测陆标定位一样，光学方位仪2瞄准目标时，单击控制系统8的控制按钮，即完成一次目标方位观测。此时，信息处理系统4同时记录下观测时间和B₁，B₁＝B₃+Δ₂₃+Δ₂₁(需要进行微机电陀螺的飘移补偿)，把观测数据(时间、方位)送到显示单元5显示并保存。

完成单次目标方位测定后，所述罗经方位自动测量装置自动进入下一次观测状态，等待瞄准确定。依次往复，直至观测结束。如果发现本次观测误差较大，可以长按控制系统8的控制按钮，信息处理系统4将会把本次观测结果删除。

步骤3：上传观测结果。观测结束时，上位机应用系统7可以通过通讯接口6读取罗经方位自动测量装置存储的观测信息，自动计算出定位结果。

步骤4：定位结束时，长按供电系统9的电源开关“ON/OFF”关机。

当罗经差Δ₂₁不可信时，本发明罗经方位自动测量装置还可以工作在“天体方位基准模式”。该模式系统初始化时，除了时间设定外，还要设定观测天体的计算方位B_t(这里，观测天体的计算方位可以提前设定，是因为天体方位在一定时间范围内变化很小)，满足B_t≠0°，同时将罗经差Δ₂₁置零。此模式下，必须利用天体重新测定罗经差Δ₂₁。测定步骤如下——

第一步：测定基准差Δ₂₃。测定方法同前，此处以瞄准罗经方位圈180°为例：转动光学方位仪，瞄准罗经方位圈180°时，双击控制系统8的控制按钮，此时，信息处理系统4根据磁北基准方位信息B₄的大小90°≤B₄≤270°自动判断出刚才对准的是180°，然后按照公式Δ₂₃＝180°-B₃计算出基准差Δ₂₃，并把测定时间和基准差Δ₂₃一起记录保存，同时在显示单元5实时显示B₂＝B₃+Δ₂₃。

第二步：天测罗经差。转动光学方位仪，当光学方位仪2瞄准天体时，单击控制系统8的控制按钮，和正常观测目标方位一样，即可完成一次天测罗经差的自动测定。此时，B₁＝B_t，信息处理系统4根据Δ₂₁＝B₁-B₂＝B_t-(B₃+Δ₂₃)计算出罗经差Δ₂₁，然后把观测时间和罗经差Δ₂₁保存在相应存储单元；同时将B_t的值归零，撤销“天体方位基准模式”；进一步把B₁＝B₃+Δ₂₃+Δ₂₁(需要进行微机电陀螺的飘移补偿)实时送到显示单元5动态显示，系统重新回到“罗经北基准模式”，以下步骤略。

需要说明的是：“天体方位基准模式”的罗经差Δ₂₁测定，由系统根据B_t的值自动进行判断，对测者而言，相较于“罗经北基准模式”，除了初始化设置有所不同外，其余操作和“罗经北基准模式”完全相同，这样的设计完全是为了用户使用方便。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。