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摘要:随着国际形势的发展,对装备的高机动性能的要求越来越高,使用国产化的BD设备实现装备的寻北功能是大势所趋。
关键词:方位校正;寻北;应用
1概述
每型装备都配有一套寻北设备,如陀螺寻北仪、GPS、BD设备等。寻北的方法也很多,老型装备一般采用陀螺寻北仪、GPS来实现寻北功能,但如今随着国际形势的发展,且对装备的高机动性能的要求越来越高,使用国产化的BD设备来实现装备的寻北功能是大势所趋,且BD设备能够获取高精度的时间、位置和方位基准信息,实现了装备高机动演练后及时修正方位的功能。
2设备组成
设备主要由寻北天线、抗干扰天线、导航服务器、BD设备主机,以及连接寻北天线、抗干扰天线和BD设备主机的射频电缆组成。
3工作原理
BD设备主机、导航服务器、抗干扰天线、寻北天线及线缆等,连接框图见1。
BD设备的两副寻北天线接收BD卫星信号,通过射频电缆将射频信号送入BD主机的寻北处理模块进行寻北处理,接收BD寻北信息。抗干扰天线接收BD卫星信号,通过射频电缆将射频信号送入BD主机定位授时模块进行定位授时处理,输出高精度的经纬度、时间和位置等信息,见图2。
通过导航服务器对终端人机交互软件适应性改进,在不改变原终端技术状态条件下,实现BD设备的显示、控制功能,也可实现陀螺寻北仪和BD寻北功能。
4寻北方法
4.1陀螺寻北仪寻北方法
未安装BD设备的装备,一般都使用陀螺寻北仪来进行方位校正,方法如下:装备供电后,按技师级登录,首先在装备终端界面(或配发的手持GPS中)查看“本地纬度”,填入陀螺寻北仪的操作界面(图3)中A处,点击启动寻北仪按钮,寻北仪开始自动寻北,此时伺服控制系统的校北程序先将纬度数据发送给寻北仪,约20秒后再自动发送寻北仪寻北命令。此时在寻北仪的控制面板上,纬度显示区的數码管显示监控台发送的纬度值,在角度显示区的数码管显示“-”,表示寻北仪已开始工作,约3分钟后数码显示出寻北值即传送到陀螺寻北仪的操作界面(图3)中C处。在操作界面中点击“读基准刻度”,则在“方位电机零点值”(图3)中D处显示,其中“校准值及符号”为工厂出厂前的机械安装方位误差值,可查相关文件后填入。最后点击“确定”键,方位校准值即伺服系统需要最终校准的真北值,在“计算结果”中B处显示。将B值键入“人工手动寻北”区(图3),点击发送键,将数据传输给方位数据产生组件中实现校北功能。天线北向值=寻北仪数据+90-方位电机零点值+校准值,即B=C+90-D+E。例:C=61.77°,D=118.52°,E=-3.32°,则天线北向值B=29.93°。
陀螺寻北仪工作时,对天线座车有一定的稳定度要求,因此在大风作用下天线反射面抖动,影响寻北精度。
4.2 BD设备寻北方法
使用BD设备进行方位校正时,仅需将寻北角度值为N,与终端扫描线指示值为Z,相差值?=Z-N,将相差值?填入(图3)“人工手动寻北”中,点击“手动发送”按钮,及时观察终端扫描线位置,即为天线北向值。
4.3人工寻北方法
当陀螺寻北仪损坏或者未安装GPS、BD设备时,也可人工手动寻北,方法如下。在“人工手动寻北”中输入所要的校准方位值,即根据准确地标进行修正的真正方位值。点击“手动发送”键,发送校准方位值。如果出现方位偏差时,在“人工手动寻北”直接进行修正。例如录取终端显示出的地标方位是K°,偏小了4°,则在“人工手动寻北”中输入(K+4)°发送出去即可。方位出现偏差时可直接在人工手动寻北中进行修正,根据偏差值来计算并且填入“人工手动寻北”中,手动发送即可。
5结论
由上述方法可得出,在未知地标的陌生环境下,装备使用BD设备进行方位校正时,耗时短,精度高,能够迅速实现装备高机动演练后及时修正方位功能。
参考文献:
[1]郭金运,李成尧.单自由度陀螺寻北仪寻北数学模型研究,四川测绘,1995,18(3):110-113.
[2]郭金运,李成尧.单自由度陀螺寻北仪定向原理及其运动规律的研究,矿山测量,1994,2(2):40-44.
[3]杨军,曹冲.我国北斗卫星导航系统应用需求及效益分析,武汉大学学报,信息科,2004,29(9):775-778.
关键词:方位校正;寻北;应用
1概述
每型装备都配有一套寻北设备,如陀螺寻北仪、GPS、BD设备等。寻北的方法也很多,老型装备一般采用陀螺寻北仪、GPS来实现寻北功能,但如今随着国际形势的发展,且对装备的高机动性能的要求越来越高,使用国产化的BD设备来实现装备的寻北功能是大势所趋,且BD设备能够获取高精度的时间、位置和方位基准信息,实现了装备高机动演练后及时修正方位的功能。
2设备组成
设备主要由寻北天线、抗干扰天线、导航服务器、BD设备主机,以及连接寻北天线、抗干扰天线和BD设备主机的射频电缆组成。
3工作原理
BD设备主机、导航服务器、抗干扰天线、寻北天线及线缆等,连接框图见1。
BD设备的两副寻北天线接收BD卫星信号,通过射频电缆将射频信号送入BD主机的寻北处理模块进行寻北处理,接收BD寻北信息。抗干扰天线接收BD卫星信号,通过射频电缆将射频信号送入BD主机定位授时模块进行定位授时处理,输出高精度的经纬度、时间和位置等信息,见图2。
通过导航服务器对终端人机交互软件适应性改进,在不改变原终端技术状态条件下,实现BD设备的显示、控制功能,也可实现陀螺寻北仪和BD寻北功能。
4寻北方法
4.1陀螺寻北仪寻北方法
未安装BD设备的装备,一般都使用陀螺寻北仪来进行方位校正,方法如下:装备供电后,按技师级登录,首先在装备终端界面(或配发的手持GPS中)查看“本地纬度”,填入陀螺寻北仪的操作界面(图3)中A处,点击启动寻北仪按钮,寻北仪开始自动寻北,此时伺服控制系统的校北程序先将纬度数据发送给寻北仪,约20秒后再自动发送寻北仪寻北命令。此时在寻北仪的控制面板上,纬度显示区的數码管显示监控台发送的纬度值,在角度显示区的数码管显示“-”,表示寻北仪已开始工作,约3分钟后数码显示出寻北值即传送到陀螺寻北仪的操作界面(图3)中C处。在操作界面中点击“读基准刻度”,则在“方位电机零点值”(图3)中D处显示,其中“校准值及符号”为工厂出厂前的机械安装方位误差值,可查相关文件后填入。最后点击“确定”键,方位校准值即伺服系统需要最终校准的真北值,在“计算结果”中B处显示。将B值键入“人工手动寻北”区(图3),点击发送键,将数据传输给方位数据产生组件中实现校北功能。天线北向值=寻北仪数据+90-方位电机零点值+校准值,即B=C+90-D+E。例:C=61.77°,D=118.52°,E=-3.32°,则天线北向值B=29.93°。
陀螺寻北仪工作时,对天线座车有一定的稳定度要求,因此在大风作用下天线反射面抖动,影响寻北精度。
4.2 BD设备寻北方法
使用BD设备进行方位校正时,仅需将寻北角度值为N,与终端扫描线指示值为Z,相差值?=Z-N,将相差值?填入(图3)“人工手动寻北”中,点击“手动发送”按钮,及时观察终端扫描线位置,即为天线北向值。
4.3人工寻北方法
当陀螺寻北仪损坏或者未安装GPS、BD设备时,也可人工手动寻北,方法如下。在“人工手动寻北”中输入所要的校准方位值,即根据准确地标进行修正的真正方位值。点击“手动发送”键,发送校准方位值。如果出现方位偏差时,在“人工手动寻北”直接进行修正。例如录取终端显示出的地标方位是K°,偏小了4°,则在“人工手动寻北”中输入(K+4)°发送出去即可。方位出现偏差时可直接在人工手动寻北中进行修正,根据偏差值来计算并且填入“人工手动寻北”中,手动发送即可。
5结论
由上述方法可得出,在未知地标的陌生环境下,装备使用BD设备进行方位校正时,耗时短,精度高,能够迅速实现装备高机动演练后及时修正方位功能。
参考文献:
[1]郭金运,李成尧.单自由度陀螺寻北仪寻北数学模型研究,四川测绘,1995,18(3):110-113.
[2]郭金运,李成尧.单自由度陀螺寻北仪定向原理及其运动规律的研究,矿山测量,1994,2(2):40-44.
[3]杨军,曹冲.我国北斗卫星导航系统应用需求及效益分析,武汉大学学报,信息科,2004,29(9):775-778.