[發明專利]用于測量環幕上目標方位的模擬羅經及其方位角測量方法

在審

• 申請號: 201710574665.7
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107504940A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 趙柯
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍鎮江船艇學院
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G01C17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于智能檢測領域，尤其涉及用于測量環幕上目標方位的模擬羅經及其方位角測量方法。

背景技術

隨著航海模擬器的快速發展，越來越多的航海模擬器采用360度環形視景作為航海訓練的基本環境。陸標定位作為航海專業訓練中的基本課目，自然也是航海模擬器所要重點研究的內容之一，為了保證模擬器的訓練容量，除了在環幕中心點布置一臺方位觀測羅經之外，往往還需要在偏心位置同樣布置多臺方位觀測羅經。

在實際的海上航行過程中，航海人員利用船載羅經和方位圈來瞄測遠方物標的方位角(即船位與物標兩點連線與子午線之間的夾角)，因為被測物標一般距離測者都很遠，其觀測值因測者位置小范圍的變化而引起的誤差可以忽略不計。然而，在航海模擬器中，當我們把實際上位于遠處的目標通過技術手段投影到了半徑有限的360度環形幕布上，再用羅經和方位圈對其進行觀測的時候，只有位于圓心位置的羅經才能測量得到準確的方位值，只要偏開圓心位置一小段距離，再用羅經對同一目標進行方位觀測，都可能出現較大的觀測誤差。因此，如何在偏心位置準確測量環幕上目標的方位角，已經成了擺在面前的一大難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種用于測量環幕上目標方位的模擬羅經及其方位角測量方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種用于測量環幕上目標方位的模擬羅經，包含依次連接的方位圈、隨動輪、旋轉編碼器、單片機、步進電機和刻度盤；

其中，方位圈，用于通過轉動完成對被觀測目標的瞄準；

隨動輪，用于在方位圈的旋轉過程中對其進行等比例跟隨轉動；

旋轉編碼器，用于檢測隨動輪轉動角度，并上傳至單片機；

單片機，用于根據接收的轉動角度計算出用當前位置的羅經和位于圓心位置的羅經分別觀測目前所瞄準目標的方位所得的差值；進而通過驅動步進電機帶動刻度盤進行反向旋轉，使得準確的刻度對準方位圈的瞄準線。

作為本發明一種用于測量環幕上目標方位的模擬羅經進一步優選方案，所述單片機采用C8051系列單片機。

作為本發明一種用于測量環幕上目標方位的模擬羅經進一步優選方案，旋轉編碼器采用E6B2-CWZ3E型號光電編碼器。

作為本發明一種用于測量環幕上目標方位的模擬羅經進一步優選方案，步進電機采用42BYGH47型號步進電機。

一種基于環幕上目標方位的模擬羅經的方位角測量方法，具體包含如下步驟：

步驟1，設定1號羅經的位置、2號羅經的位置、觀測A點的位置、a為環幕半徑，b為2號羅經距離1號羅經的距離、1號羅經和2號羅經之間的連線與真北方向之間的夾角為γ，2號羅經和觀測A點的舷角α；

步驟2，根據以下幾種情況計算位于環幕中心羅經的方位角β，具體如下：

步驟2.1，當2號羅經觀測物標舷角范圍為180+γ至1號羅經觀測到船首方向的物標時的二號羅經觀測舷角時；

根據c²＝a²+b²-2ab cos(γ)求得c值，然后求得極限值，三角形內角和為180，180-X+γ＝360-α；

已知a、b兩條邊，及α、γ，求β，中間量λ、δ，三角形三角之和為180度，γ+(360-α)+λ＝180，求得λ，λ＝α-γ-180

由正弦定理可知：求得δ角，而δ+(360-β)+γ+λ＝180°，由此，求得β。

步驟2.2，當2號羅經觀測物標舷角范圍為1號羅經觀測到船首方向的物標時的二號羅經觀測舷角至360°時，

已知a、b兩條邊，及α、γ，求β，中間量λ、δ，三角形三角之和為180度，可知γ+(360-α)+λ＝180，可求得λ，λ＝α-γ-180

由正弦定理可知：求得δ，而δ+γ-β+λ＝180°，由此，求得β；

步驟2.3，當2號羅經觀測范圍為0°至γ時，

已知a、b兩條邊，及α、γ，求β，中間量λ、δ，三角形三角之和為180度，可知只需求得δ即可求得β，β＝γ-(180-δ-α-λ)，即β＝γ+δ+α+λ-180；

由正弦定理可知：可求得δ，進而求得β；

步驟2.4，當2號羅經觀測范圍為γ至180+γ時，

已知a、b兩條邊，及α、γ、λ，求β，中間量δ，三角形三角之和為180度，可知β＝γ+[180°-δ-(360°-α-λ)]＝γ+α+λ-δ-180