CN114935327A - 一种甲板经纬仪的改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种甲板经纬仪的改进方法，对原甲板经纬仪进行改进，增加卫星时间接收设计、目标自动跟踪设计与真值在线解算设计，改进后的甲板经纬仪可自动跟踪测量目标的三维坐标数据，自动接收GNSS卫星送的UTC时间，设计并嵌入真值解算算法，能够在线实时解算连续的带时戳的舷角、仰角、距离真值数据，本发明提高了对准的精度和效率，更好的满足在航船舶常态化的零位对准与精度检查需求。

Description

一种甲板经纬仪的改进方法

技术领域

本发明属于甲板经纬仪的技术领域，尤其涉及一种甲板经纬仪的改进方法。

背景技术

对准是保证船载专用***打击准确度的关键性工作，对准范围囊括瞄准器舷角、仰角，探测器方位、距离、仰角，导航姿态角等诸多影响使用效能的关键设备的关键参数。其中，瞄准器***舷角、仰角、距离的零位准确度是影响瞄准器***打击精度的重要参数，在船舶交付前的系泊试验阶段，都需要在坞内半坐墩状态下对其舷角、仰角、距离进行零位对准。

船舶下水或在航后，随着在航时间的累积，已对准好的舷角、仰角、距离零位会发生偏离，需要对其零位进行复测和校准，而在航船舶又难以具备进坞半坐墩的条件，甲板经纬仪的产生就解决了此类问题，它可以系泊状态下完成舷角、仰角、距离的对准。在很长的一段时期，甲板经纬仪都发挥了较大的作用，但同时也暴露了一些不足，例如：需要和被测瞄准器同步手动瞄准目标，人工读数，在本平台存在摇摆和位移的情况下，操作难度较大，对保障条件要求苛刻，效率低下，精度不稳定，造成其适用场景受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种甲板经纬仪的改进方法，增加卫星时间接收设计，目标自动跟踪设计与真值在线解算设计，提高了对准的精度和效率，预计精度提高30％，效率提高50％。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种甲板经纬仪的改进方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)卫星时间接收设计：

在原有的甲板经纬仪中嵌入全球导航卫星***的卫星时间接收模块，与甲板经纬仪内置处理器互联，实时接收全球导航卫星***发送的协调世界时的时间信息；

S2)目标自动跟踪设计：

选用带自动跟踪功能的观测器，与瞄准器***观测同一合作目标；

S3)真值在线解算设计：

设计真值解算算法，将真值算法嵌入甲板经纬仪处理器中，在线实时解算合作目标的舷角、仰角、距离真值。

按上述方案，步骤S2中所述观测器为全站仪。

按上述方案，步骤S3中所述真值解算算法如下：

S31)甲板经纬仪观测合作目标C在甲板经纬仪坐标系Q下，坐标原点位于甲板经纬仪回转中心B，将其修正到瞄准器***回转中心R，实现坐标系Q到甲板坐标系H的变换；

S32)将上述的坐标系H直角坐标转换为甲板极坐标表示，可得出合作目标C相对于瞄准器***转中心的舷角、仰角和斜距离[b,e,d]。

按上述方案，步骤S31中合作目标C在坐标系Q下为[x_b,y_b,z_b]，甲板坐标系H下甲板经纬仪与瞄准器***回转中心R的三维间隔为[Δ_x,Δ_y,Δ_z]，合作目标C在甲板坐标系H下为[x_R,y_R,z_R]，计算过程如下：

[x_R,y_R,z_R]^T＝[x_b,y_b,z_b]^T-[Δ_x,Δ_y,Δ_z]^T

按上述方案，步骤S32中所述合作目标C相对于瞄准器***转中心的[b,e,d]的计算公式如下：

按上述方案，步骤S32中所述三维间隔为[Δ_x,Δ_y,Δ_z]通过查询船舶建造图纸或直接测量获得。

本发明的有益效果是：提供一种甲板经纬仪的改进方法，增加卫星时间接收设计、目标自动跟踪设计与真值在线解算设计，改进后的甲板经纬仪可自动跟踪测量目标的三维坐标数据，自动接收GNSS(Global Navigation Satellite System)卫星送的UTC(Coordinated Universal Time)时间，设计并嵌入真值解算算法，能够在线实时解算连续的带时戳的舷角、仰角、距离真值数据，无需与瞄准器***操作人员同步人工瞄准目标、同步读取数据，提高了对准的精度和效率，环境适应性更好，可以更好的满足在航船舶常态化的零位对准与精度检查工作，能够取得较好的经济效益与军事效益。

附图说明

图1为本发明一个实施例的合作目标C的归心修正示意图。

图2为本发明一个实施例的极坐标S转换示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明提供一种甲板经纬仪的改进方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)卫星时间接收设计：

在原有的甲板经纬仪中嵌入全球导航卫星***的卫星时间接收模块，与甲板经纬仪内置处理器互联，实时接收全球导航卫星***发送的协调世界时的时间信息；

S2)目标自动跟踪设计：

选用带自动跟踪功能的全站仪，与瞄准器***观测同一合作目标；

S3)真值在线解算设计：

设计真值解算算法，将真值算法嵌入甲板经纬仪处理器中，在线实时解算合作目标的舷角、仰角、距离真值。

真值解算算法如下：

S31)甲板经纬仪观测合作目标C在甲板经纬仪坐标系Q下，坐标原点位于甲板经纬仪回转中心B，将其修正到瞄准器***回转中心R，实现坐标系Q到甲板坐标系H的变换，合作目标C在坐标系Q下为[x_b,y_b,z_b]，甲板坐标系H下甲板经纬仪与瞄准器***回转中心R的三维间隔为[Δ_x,Δ_y,Δ_z]，可通过查询船舶建造图纸或直接测量获得，合作目标C在甲板坐标系H下为[x_R,y_R,z_R]，计算过程如下：

[x_R,y_R,z_R]^T＝[x_b,y_b,z_b]^T-[Δ_x,Δ_y,Δ_z]^T

S32)将上述的坐标系H直角坐标转换为甲板极坐标表示，可得出合作目标C相对于瞄准器***转中心的舷角、仰角和斜距离[b,e,d]，计算公式如下：

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种甲板经纬仪的改进方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)卫星时间接收设计：

在原有的甲板经纬仪中嵌入全球导航卫星***的卫星时间接收模块，与甲板经纬仪内置处理器互联，实时接收全球导航卫星***发送的协调世界时的时间信息；

S2)目标自动跟踪设计：

选用带自动跟踪功能的观测器，与瞄准器***观测同一合作目标；

S3)真值在线解算设计：

设计真值解算算法，将真值算法嵌入甲板经纬仪处理器中，在线实时解算合作目标的舷角、仰角、距离真值。

2.根据权利要求1所述的一种甲板经纬仪的改进方法，其特征在于，步骤S2中所述观测器为全站仪。

3.根据权利要求1或2所述的一种甲板经纬仪的改进方法，其特征在于，步骤S3中所述真值解算算法如下：

S31)甲板经纬仪观测合作目标C在甲板经纬仪坐标系Q下，坐标原点位于甲板经纬仪回转中心B，将其修正到瞄准器***回转中心R，实现坐标系Q到甲板坐标系H的变换；

S32)将上述的坐标系H直角坐标转换为甲板极坐标S表示，可得出合作目标C相对于瞄准器***转中心的舷角、仰角和斜距离[b,e,d]。

4.根据权利要求3所述的一种甲板经纬仪的改进方法，其特征在于，步骤S31中合作目标C在坐标系Q下为[x_b,y_b,z_b]，甲板坐标系H下甲板经纬仪与瞄准器***回转中心R的三维间隔为[Δ_x,Δ_y,Δ_z]，合作目标C在甲板坐标系H下为[x_R,y_R,z_R]，计算过程如下：

[x_R,y_R,z_R]^T＝[x_b,y_b,z_b]^T-[Δ_x,Δ_y,Δ_z]^T。

5.根据权利要求4所述的一种甲板经纬仪的改进方法，其特征在于，步骤S32中所述合作目标C相对于瞄准器***转中心的[b,e,d]的计算公式如下：

6.根据权利要求4或5所述的一种甲板经纬仪的改进方法，其特征在于，步骤S32中所述三维间隔为[Δ_x,Δ_y,Δ_z]通过查询船舶建造图纸或直接测量获得。

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