一种带天体定位功能的手机及天体定位方法与流程

1.本发明属于天体定位技术领域，具体涉及一种带天体定位功能的手机及天体定位方法。


背景技术：

2.现有技术中，人们都是通过雷达、gps导航仪等高精度无线电自动化定位装备进行定位，雷达无源定位是指利用侦察设备接收雷达辐射信号，经过处理来确定它的空间或地理位置的雷达对抗技术。无源定位的方法有测向定位法、测时差定位法和测向时差定位法等。若侦察站和雷达都在陆地或海上，且不考虑地球曲率的影响，则可用二维平面数学关系式求雷达位置。若侦察设备装在飞机或卫星上，且与地面或海上的雷达相距不十分远，则采用三维空间的数学关系式求解雷达位置。
3.gps导航仪是能够帮助用户准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，gps导航仪通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的仪器，广泛用于交通，旅游等方面，通常我们用到的是车载gps导航仪。
4.但是现有技术中，这些导航仪器的自主抗干扰和辨别真伪的能力均较差，在强电子干扰的背景下，甚至可能完全失效，而且在没有手机信号网络信号覆盖的情况下，或者机载卫星定位系统信号异常，甚至没有卫星导航信号时，手机根本无法定位。


技术实现要素：

5.本发明提供一种带天体定位功能的手机及天体定位方法，解决现有手机定位技术中，在没有手机信号网络信号覆盖的情况下，当机载卫星定位系统信号异常，甚至没有卫星导航信号时，手机根本无法定位的问题。
6.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种带天体定位功能的手机，包括手机本体，所述手机本体内设置有ccd摄像头、姿态传感器和控制器，所述姿态传感器和ccd摄像头分别与控制器连接，所述ccd摄像头用于拍摄星体图像；所述姿态传感器用于获取俯仰角信息和方位角信息；所述控制器用于读取俯仰角信息和方位角信息并同步记录观测时间和计算星体高度，通过对两个以上星体进行观测，利用不同星体的观测时间和星体高度，根据天文定位原理完成星体定位。
8.采用该技术方案后，在没有手机信号网络覆盖或者没有卫星导航信号时，通过手机拍摄两个以上的星体图像，即可根据星体名称、观测时间和星体高度采用天文定位原理实现星体定位，让普通手机多了一种独立于卫星导航系统和手机网络系统的定位方法和定位手段，有着十分重要的意义。
9.本发明还公开了一种采用所述手机进行天体定位的方法，包括以下步骤：
10.步骤1：将手机对准观测星体，使观测星体置于手机摄像头视场内，通过姿态传感器获取俯仰角信息，得到观测星体的基本高度h0；
11.步骤2：根据观测星体中心到水平基准线的垂直像素数量值，计算出观测星体的补
充高度δh；
12.步骤3：根据观测星体的基本高度h0和补充高度δh计算出星体高度h，h＝h0+δh；
13.步骤4：对两个以上星体进行观测，通过不同星体的星体名称、观测时间和星体高度h，根据天文定位原理完成星体定位。
14.采用该技术方案后，不需要将观测星体精确置于手机摄像头视场中心，只需要将观测星体置于手机摄像头视场内即可进行定位，从而避免人工操作智能设备时出现晃动，难以对准星体，造成定位误差大的问题，而且本发明可以不受电子干扰的影响，克服了现有导航仪器自主抗干扰和辨别真伪的能力较差的问题。
15.优选的，所述步骤2中补充高度δh的计算公式如下：
[0016][0017]
δh＝d
·
k；
[0018]
其中，θ表示手机摄像头视场垂直视场角，k为高度换算系数，w为视场垂直总像素数量值，d为星体中心到水平基准线的垂直像素数量值。
[0019]
进一步优选的，所述姿态传感器还获取观测星体的方位角信息(图1中的a即代表方位角)，所述控制器通过将观测星体的方位角信息与比对星体的方位角进行比对，确定观测星体的星号。
[0020]
采用该优选方案后，通过方位角信息可识别观测星体，确定观测星体的星号和名称，因此不需要观测者认识所观测的星体，可自动完成星体定位，降低了使用难度，对观测者的要求更低，便于推广使用。
[0021]
综上所述，发明同现有技术相比，其有益效果表现在：
[0022]
1.本发明在没有手机信号网络覆盖或者没有卫星导航信号时，通过手机拍摄两个以上的星体图像，即可根据星体名称、观测时间和星体高度采用天文定位原理实现星体定位，让普通手机多了一种独立于卫星导航系统和手机网络系统的定位方法和定位手段，有着十分重要的意义。
[0023]
2.本发明不需要将观测星体精确置于手机摄像头视场中心，只需要将观测星体置于手机摄像头视场内即可进行定位，从而避免人工操作智能设备时出现晃动，难以对准星体，造成定位误差大的问题。
[0024]
3.本发明可以不受电子干扰的影响，克服了现有导航仪器自主抗干扰和辨别真伪的能力较差的问题。
[0025]
4.本发明通过方位角信息可识别观测星体，确定观测星体的星号和名称，因此不需要观测者认识所观测的星体，可自动完成星体定位，降低了使用难度，对观测者的要求更低，便于推广使用。
附图说明
[0026]
图1是本发明中用手机进行天体定位的原理图；
[0027]
图2是数码影像测量技术原理图。
具体实施方式
[0028]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]
一种带天体定位功能的手机，如图1所示，包括手机本体，所述手机本体内设置有ccd摄像头、姿态传感器和控制器。所述姿态传感器和ccd摄像头分别与控制器连接，所述ccd摄像头用于拍摄星体图像；所述姿态传感器用于获取俯仰角信息和方位角信息；所述控制器用于读取俯仰角信息和方位角信息并同步记录观测时间和计算星体高度，通过对两个以上星体进行观测，利用不同星体的观测时间和星体高度，根据天文定位原理完成星体定位。
[0030]
本发明还公开了一种采用所述手机进行天体定位的方法，包括以下步骤：
[0031]
步骤1：将手机对准观测星体，使观测星体置于手机摄像头视场内，通过姿态传感器获取俯仰角信息，得到观测星体的基本高度h0(基本高度h0实际就是手机摄像头视场中心对应的高度角，高度角即此处所述的俯仰角信息)；
[0032]
步骤2：根据观测星体中心到水平基准线的垂直像素数量值，计算出观测星体的补充高度δh；
[0033]
补充高度δh的计算公式如下：
[0034][0035]
δh＝d
·
k；
[0036]
其中，θ表示手机摄像头视场垂直视场角，k为高度换算系数，w为视场垂直总像素数量值，d为星体中心到水平基准线的垂直像素数量值。
[0037]
步骤3：根据观测星体的基本高度h0和补充高度δh计算出星体高度h，h＝h0+δh；如图2所示，观测星体位于水平基准线以上，因此本实施例中δh为正值，若观测星体位于水平基准线以下，则δh为负值。
[0038]
步骤4：对两个以上星体进行观测，通过两个以上星体的星体名称、观测时间和星体高度h，根据天文定位原理完成星体定位(天文定位原理为本领域公知，在此不赘述)。
[0039]
本实施例中，通过方位角信息(图1中的a以及图2中的δa)可识别观测星体，确定观测星体的星号和名称。
[0040]
在另一实施例中，星体名称也可以由手机天文定位app自动识别，根据观测世界时、测者概率位置，计算出上天半球所有可见星体的高度角和方位角信息，然后与所测星体的观测高度角和方位角进行比较，在一定识别门限内，选择计算值最接近观测值的天体为观测星体，依此确定观测星体的星号和名称。若观测者认识该观测星体，星体名称也可由观测者手动给出。
[0041]
本发明具有较高的自主抗干扰和辨别真伪能力，让普通手机多了一种独立于卫星
导航系统和手机网络系统的定位方法和定位手段，有着十分重要的意义。
[0042]
以上所述实施例仅表达了本技术的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。