CN111006651B - 目标跟踪数据录取便携装置和观瞄跟踪设备 - Google Patents

Abstract

为了解决采用现有装置获取目标空情信息时，观测数据准确性较低、观测距离受限的技术问题，本发明提供了一种目标跟踪数据录取便携装置和观瞄跟踪设备。本发明在望远镜上搭载目标跟踪数据录取便携装置实现对目标的观测和空情数据的获取，利用目标跟踪数据录取便携装置中的定位模块(北斗/GPS)获取目标的时间、位置，以及利用目标跟踪数据录取便携装置中的九轴角度传感器获取目标的方位与俯仰角信息，通过目标跟踪数据录取便携装置中的微处理器按照低空探测跟踪的数据格式标准对采集的数据进行封装，最终生成安防所需要的数据信息，发送给后端处理中心。

Description

目标跟踪数据录取便携装置和观瞄跟踪设备

技术领域

本发明属于低空预警探测技术领域，涉及一种目标跟踪数据录取便携装置。

背景技术

随着近年来国内外无人飞行器井喷式发展以及我国低空开放步伐加快，低空探测预警领域也随之进入快速发展阶段，尤其是在低空无人飞行器探测和敏感目标/区域安全防卫的民用市场，对高中低搭配、主被动结合、点线面补充的低空综合探测预警网络提出了迫切需求。目前低空探测预警领域主要还是由低空雷达、光电复合探测设备等技术复杂的高端产品主导，此类产品价格昂贵、技术复杂、抗扰性弱、使用推广受限等问题突出，明显制约低空探测感知体系的建设发展。因此，寻找满足航空管制、智能安防等民用市场现实需求的新技术和新产品，成为当前国内低空预警探测领域/行业重点关注的问题。

普通光学望远镜和红外望远镜因简便易用、价格适中、操作灵活等特点，成为低空预警探测系统中理想的、不可或缺的对空观瞄器材。普通光学望远镜和红外望远镜虽然使用方便，但此类器材无自身定位系统，用于对空观察时需用户手持GPS或北斗导航系统才可测得观测点经纬度坐标，特别是无法快速录取空中目标的坐标等信息，无法与信息化防空体系信息系统自动对接，只能口头向指挥所上报目标概略方位，由指挥所打码录入。这种功能缺失导致此类产品还需与其它独立设备协同配合使用，才能基本满足用户需要，不能独立工作、使用效率较低，时效性、稳定性和精度不高等问题严重制约此类产品实际使用。

光电复合探测跟踪设备采用被动方式接收目标自身辐射的红外特性信号获取目标所在空间位置信息，并将空间位置信息经无线通信链路传送至指控系统，从而形成空中目标的空情态势。采用光电复合观测跟踪设备，无论从精度、效率和使用性等方面都比普通光学望远镜和红外望远镜功能更强，但也存在结构较为复杂、体积重量大、价格昂贵、维修保养要求高、通信距离近、抗光电干扰能力弱等问题。另外，该类设备输出的空情信息不符合防空体系信息格式，导致无法进行市场大规模推广运用，尤其是在安保和应急救援领域使用受限。

为解决传统光学望远镜和红外望远镜无法精确定位、不能独立工作、时效性低、稳定性低和时间同步精度低，以及光电复合探测跟踪设备无法自动录取和生成复合防空体系信息格式的空情信息、结构较为复杂、体积重量大、价格昂贵、维修保养要求高、通信距离近、抗光电干扰能力弱等技术问题，申请公布号为CN 109541584A的专利文献公开了一种基于智能终端的低空飞行器侦察预警系统及方法，但是，其智能终端仍存在以下不足：

1、观测者在发现目标后，需要操作智能终端设置目标信息时，观测者的视线无法保持锁定目标，因而不便于对目标进行持续、不间断观测，导致发送的观测数据误差较大。

2、观测者使用智能终端观测目标，等同于在观测者视距范围内观察目标，观测距离受限，达不到所谓的预警效果。

3、观测者只能手持智能终端进行观测，观测期间人体手臂易抖动，影响观测数据的准确性。

发明内容

为了解决采用现有装置获取目标空情信息时，观测数据准确性较低、观测距离受限的技术问题，本发明提供了一种目标跟踪数据录取便携装置和观瞄跟踪设备。

本发明的发明构思：

本发明在望远镜上搭载目标跟踪数据录取便携装置实现对目标的观测和空情数据的获取，利用目标跟踪数据录取便携装置中的定位模块(北斗/GPS)获取目标的时间、位置，以及利用目标跟踪数据录取便携装置中的九轴角度传感器获取目标的方位与俯仰角信息，通过目标跟踪数据录取便携装置中的微处理器按照低空探测跟踪的数据格式标准对采集的数据进行封装，最终生成安防所需要的数据信息，发送给后端处理中心。

本发明的技术方案：

一种目标跟踪数据录取便携装置，搭载在光学望远镜上使用；其特殊之处在于：

包括壳体、设置在壳体内的九轴角度传感器、定位模块、微处理器、对外数据接口模块，以及设置在壳体外的按键模块和指示灯模块；

九轴角度传感器用于获取光学望远镜相对于低空目标的俯仰角与水平方位角，并发送给微处理器；

定位模块用于获取光学望远镜当前的地理坐标，并发送给微处理器；

微处理器用于根据定位模块与九轴角度传感器输出的数据，生成空情综合数据，并按照通信双方约定的报文格式对空情综合数据进行加密；

对外数据接口模块用于将微处理器加密后的数据，通过无线短波通信设备或手机移动公网，发送至后端指控系统；

按键模块与微处理器相连，用于用户指令的输入；

指示灯模块与微处理器相连，用于设备当前状态显示；

还包括运行在微处理器上的软件程序，用于实现以下步骤：

1)接收九轴角度传感器与定位模块发送的数据；

2)对接收到的数据按指定数据格式进行数据封装，得到状态报和数据报；所述状态报和数据报的长度均在20字节内；

3)按固定时间间隔，将数据封装后得到的状态报和数据报发送至后端处理中心。

进一步地，步骤2)中所述的状态报格式如下：

报文类型及站号：最高位表示报文类型，低7位表示站号：01-99；

本站经度：用GPS或北斗原始格式，度分，小数点后保留4位；

本站纬度：用GPS或北斗原始格式，度分，小数点后保留4位；

本站海拔：用GPS或北斗原始格式，采用GPS导航定位的NMEA_0183标准格式XXXX米；

捕获日期：yyyyMMdd；

捕获时间：hhmmss；

步骤2)中所述的数据报格式如下：

报文类型及站号：最高位表示报文类型，低7位表示站号：01-99；

目标距离：XXXXX米；

目标磁方位角：0～360°，dddmm(度分)；

目标高低角：-60～90°，ddmm(度分)；

批号：01-99，顺序自然起批；

捕获日期：yyyyMMdd；

捕获时间：hhmmss

保留字节：第0～1位表示目标机型，第2～3位表示目标架数，第4位表示目标后方有无尾随。

进一步地，按键模块包括机型选择按键、地磁校准按键、数据发送按键、距离选择按键、架数选择按键、起批/归零按键。

进一步地，指示灯模块包括地磁校准状态指示灯、数据发送状态指示灯、机型状态指示灯、定位模块工作状态指示灯、和架数状态指示灯。

进一步地，九轴角度传感器采用包含3轴加速度传感器、3轴磁传感器和3轴陀螺仪的9自由度传感器。

本发明还提供了一种观瞄跟踪设备，其特殊之处在于：包括望远镜、夹装式支架和上述的目标跟踪数据录取便携装置；目标跟踪数据录取便携装置的壳体底部设置有滑块/滑轨，夹装式支架上端面设置有滑轨/滑块；目标跟踪数据录取便携装置通过所述滑块/滑轨，安装在夹装式支架上端面的滑轨/滑块上；所述加装式支架安装在光学望远镜中轴上。

进一步地，所述望远镜为光学望远镜或光电望远镜。

进一步地，所述装夹式支架包括上夹和下夹；

上夹的下部形状与待夹持的望远镜的中轴上部形状相适配，上夹的上端面设置有与目标跟踪数据录取便携装置壳体下端面的滑块/滑轨所配合的滑轨/滑块；

下夹的上部形状与光学望远镜中轴的下部形状相适配；

上夹与下夹的两端部通过手拧螺钉和螺母连接；

在上夹一端部插接有用于卡死固定滑轨的卡块，卡块的下端通过手拧螺钉二与下架相连；在手拧螺钉二外套还设有预紧弹簧，预紧弹簧的一端与卡块的下端面接触，预紧弹簧的另一端与下夹的上端面接触。

进一步地，上夹、下夹与望远镜中轴接触部位均设置有锯齿结构。

本发明的有益效果：

1、使用本发明观测目标时，观测者视线不需要离开目标即可同时操作按键以设置目标信息，因此可实现持续、不间断观测，保证了观测数据的准确性。

2、本发明由于使用了光学望远镜，因此视距较远，对于大型客机等目标而言，观测距离可达50km以上。

3、本发明在结构上预留有机械接口，使得本发明可安装在操作架(例如三角架)上进行观测，避免了因人体手臂抖动而影响观测数据准确性的情况发生。

4、本发明将光学望远镜和目标跟踪数据录取便携装置设计为可拆分式，便于数据采集录取单元与各型号的光学望远镜结合，普适性好。

5、本发明采用光学望远镜+导航/定位+九轴角度传感器集成的创新思路，整合低空探测监视的权威标准与做法，将高端探测设备的核心功能与低端观瞄器材的简便低价融合集成，既具备高端产品重要功能，又具有低端产品简便操作的低成本中端设备，弥补了高低端产品各自缺陷，是一个利用现代空间信息和先进通信网络，低成本升级改造老旧设备、降费增效的典范，具有极大的市场价值和经济效益。

6、本发明无需再与其他独立设备协同配合，不但能够实现精确定位、而且时效性、稳定性和精度都较高。

7、较之光电复合探测跟踪设备，本发明结构简单、体积重量小、价格低、维修保养要求低、通信距离远、抗光电干扰能力强。

8、本发明能够输出符合防空体系信息格式的空情信息。

9.本发明内置RTC实时时钟来确保时间同步精度，并且，一旦搜到并连接GPS信号，本发明立即同步日期和时间，保证了时间的精准。

10、本发明具有判断是否有尾随目标的功能，便于对目标规模和数量的掌握。

11、本发明预留的对外数据接口(图2中RS422和/或RS232接口)可与电台连接使用，丰富了应用场景，保证本发明可在山地、海上等无网络覆盖的环境下仍能正常工作。

12、本发明采用光电望远镜，将参数显示在光电望远镜的镜筒上，方便观测者直接查看，提升了人机交互体验。

13、本发明采用语音模块配合蓝牙耳机作为实现人机交互有效办法，即在每种按键的按下动作都会对应一种语音信号，当按键动作发生时语音模块将对应的语音信号经蓝牙发送至蓝牙耳机，方便观测者确认当前操作是否有效、正确，一旦发生误操作即可快速修改规避。

14、本发明外发的报文有两种：状态报和数据报，这两种报文的长度均控制在20字节内，对于无线短波通信150字节的数据传送宽度同时支持6个设备收发是完全满足的。

附图说明

图1是本发明目标跟踪数据录取便携装置的系统设计框图。

图2是本发明目标跟踪数据录取便携装置的硬件连接关系图。

图3是本发明目标跟踪数据录取便携装置的软件总体流程。

图4是本发明目标跟踪数据录取便携装置的寻磁北流程。

图5是本发明目标跟踪数据录取便携装置的数据采集与发送流程图。

图6是本发明观瞄跟踪设备的外观图。

图7是本发明观瞄跟踪设备中夹装式支架的结构示意图。

图8是本发明观瞄跟踪设备中夹装式支架的爆炸图。

图9是本发明观瞄跟踪设备中光学望远镜与装夹式支架装配后的外观图。

图10是目标跟踪数据录取便携装置与光学望远镜装配过程示意图。

图11是本发明观瞄跟踪设备另一实施例的外观图。

图2中：

GPIO为General-purpose input/output(通用型输入输出口)的英文简称；

UART为Universal Asynchronous Receiver/Transmitter(通用异步收发传输器)的英文简称；

图7-图10中：

1-目标跟踪数据录取便携装置；11-滑轨；2-装夹式支架；21-手拧螺钉一；22-螺母；23-上夹；24-下夹；25-卡块；26-预紧弹簧；27-手拧螺钉二；28-锯齿结构；29-滑块；3-光学望远镜；4-柔性连接线；5-壳体；51-左壳体；52-右壳体；53-观察窗口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

本发明所提供的目标跟踪数据录取便携装置，扣装在传统光学望远镜上(也可扣装在光电望远镜上)使用，拆卸方便、使用灵活。

如图1所示，本发明由六部分组成，包括微处理器(MCU)、定位模块(例如北斗/GPS)、九轴角度传感器、对外数据接口模块(例如RS-422)、WIFI模块、电源模块以及按键、指示灯模块。

当光学望远镜视场中发现低空目标，九轴角度传感器即获取光学望远镜当前相对于低空目标的俯仰角与水平方位角并输出。定位模块通过北斗/GPS信号获取操作人员当前的精准地理坐标并输出。微处理器接收定位模块与九轴角度传感器输出的数据并进行处理，形成空情综合数据，然后，微处理器按照指定报文格式对空情综合数据进行加密，经由对外数据接口模块、通过无线短波通信设备或手机移动公网，直接发送至后端指控系统。按键、指示灯模块配合相应模块(定位模块、九轴角度传感器、对外数据接口模块)对外围数据接收并对其进行传输，实现状态显示。电源模块为整套系统供电。

(一)硬件设计

如图2所示，定位模块和九轴角度传感器将获取到的数据发送给微处理器，用户通过按压相应的按键进行空情信息(架数、机型、尾随、距离)的设置，每个按键都有相应的指示灯方便用户确认是否设置正确；数据发送指示灯变亮时，相应数据通过对外数据接口模块(RS422和/或RS232)传至电台设备；当数据发送指示灯变亮时，MCU也可将相应数据通过UART发送给WIFI模块，再由WIFI模块传至无线通信设备或移动公网。

本发明采用的按键或按键组合至少应对应表现4种机型、4种架数、3种距离、发送和校准功能，指示灯至少应包括地磁校准指示、发送指示、3种距离指示、4种机型指示、4种架数指示和GPS信号指示。本实施例设计了三个距离发送键，分别为“近距&发送”、“中距&发送”和“远距&发送”键，这三个按键被按下时，既选择了目标的距离同时也启动了发送。设置机型的按键有两个，对这两个按键进行排列组合可以设置4种机型。设置架数的按键有两个，对这两个按键进行排列组合可以设置4种架数。

1.1微处理器(MCU)

微处理器主要用于处理定位模块和九轴角度传感器所采集到的数据。微处理器可以选用32位微处理器芯片，完全可以满足要求。也可以选择符合要求的其他位数微处理器。

1.2九轴角度传感器

九轴角度传感器用于获取光学望远镜(即当前观测点)相对低空目标的俯仰角和水平方位角，并通过串口发送给微处理器。九轴角度传感器可选用包含3轴加速度传感器、3轴磁传感器和3轴陀螺仪的9自由度传感器，通过九轴角度传感器内置的算法(九轴角度传感器出厂时即有，包括稳健的姿态解算、误差动态估计和自主航位稳定算法)，确保能够实时输出高精度姿态信息。

九轴角度传感器采用右手(RH，Right-Hand)坐标系，输出的四元数及欧拉角为惯性坐标系(世界坐标系)至传感器坐标系的旋转。其中，欧拉角旋转顺序为ZYX(也称321)旋转顺序，欧拉角具体定义如下：

1)绕Z轴方向旋转：航向角\Yaw\phi(ψ)范围：-180°～180°

2)绕Y轴方向旋转：俯仰角\Pitch\theta(θ)范围：-90°～90°

3)绕X轴方向旋转：横滚角

范围：-180°～180°。

1.3定位模块

本实施例定位模块选用北斗/GPS，用于获取光学望远镜(即当前观测点)当前地理位置、日期和时间，数据格式采用国际通用的NMEA 0183协议格式，便于与其他标准化观瞄设备配合使用。在其实施例中，定位模块也可选用UBLOX M8模块，提供超长的离线A-GNSS(GPS和GLONASS)功能，支持北斗+GPS+GLONASS模式，功耗低，定位精度高。

定位模块所产生的时间信息与定位信息，通过按压距离按键进行确认后，与低空目标的距离、俯仰角、水平方位角及批号、机型、架数等目标特性信息，按通信双方约定的数据格式加密处理后形成本发明装置的服务数据，通过串口发送给微处理器。

1.4对外数据接口

本实施例对外数据接口采用RS-422和/或RS-232标准接口通信，接口联接器采用五芯航空插头，确保工作环境中具有更好的抗噪性、更远的传输距离、更大的传输速率和更高的可靠性。

1.5电源模块

本实施例采用两种方式进行供电：一是采用电池供电，内部电源采用稳压芯片将电源转换至3.3～3.5V，电池可持续使用时间大于5h。二是采用标准micro usb接口供电，同时可对电池充电，内部采用稳压芯片将电源转换至3.3～3.5V。使用时供电方式可进行切换。

1.6按键+指示灯模块

本实施例采用9个按键、10个指示灯，但也可以按照实际需求设计按键和指示灯的功能、数量及布局。按键主要实现距离选择/确认发送、起批、机型、架数、尾随、寻北等功能；指示灯分别对应按键状态及定位模块的工作状态指示，以便使用者能更快速辨别及判断观测目标属性与状态。

(二)软件设计

2.1整体软件流程

本发明通过微处理器搭载嵌入式实时操作系统，进行各项工作任务的处理。如图3所示，设备启动后，首先通过定位模块(北斗/GPS)进行地磁寻北，地磁校准完成后，MCU(微处理器)利用UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接收来自九轴角度传感器及定位模块(北斗/GPS)的目标角度和使用者自身的定位数据，由MCU(微处理器)对接收到的数据按指定数据格式进行数据封装，然后通过人为触动发送按键(对应图2中的“距离&发送*3按键”)，微MCU(处理器)将已封装的数据经对外数据接口模块(RS-422)发往后端处理中心。具体工作流程如下：

第一步：设备上电启动；

第二步：设备初始化；

第三步：通过定位模块(北斗/GPS)进行地磁寻北；

第四步：九轴角度传感器、定位模块(北斗/GPS)自动获取数据，用户通过按键手动输入机型、架数、尾随，微处理器按指定的数据格式对输入数据进行数据封装；

第五步：手动按压发送按键，触发自动发送功能，MCU(微处理器)按固定时间间隔，将动态信息发送至后端处理中心；固定时间间隔由本发明中MCU内置的RTC(Real TimeClock，实时时钟)实现。

第六步：结束一个工作周期。

2.2地磁寻北流程

由于各地区地磁场强度及对空观测点周围的磁环境各不相同，因此需要对空观测用户自行寻找自身位置的磁北方向，完成寻北后才能输出有效地磁北极的姿态角信息供微处理器进行数据处理使用。

九轴角度传感器寻定磁北方向时，其内置解算单元将传感器感知到的地磁数据按照椭球拟合算法(参见龙达峰，刘俊，张晓明.基于椭球拟合的三轴陀螺仪快速标定方法[J]仪器仪表学报，2013.6)，将椭球参数作为寻磁北校准值记录下来实现寻北。如图4所示，寻北校准的步骤如下：

第一步：设备启动后，按下寻磁北按钮，此时寻磁北指示灯闪烁；

第二步：手持设备进行转8字，大约1分钟左右；

第三步：设备停止寻磁北，九轴角度传感器获取寻磁北信息，并发送给MCU(微处理器)；

第四步：MCU(微处理器)解析收到的寻磁北信息，通过寻磁北信息中的寻磁北标志位判断当前寻北是否成功，若失败，则点亮寻磁北指示灯；若成功，则熄灭寻磁北指示灯；这里寻磁北信息的解析方法是九轴角度传感器厂商(北京超核电子，型号：HI219)提供的：九轴角度传感器发给MCU的寻磁北信息中有很多信息，其中有一个his_cnt字段，这个字段后面是它的具体数值，本发明是通过该数值来判断寻北是否成功(该值大于0即成功，等于0即失败)；第五步：人工通过寻磁北指示灯的状态，确认寻磁北是否成功，若成功，则进入第六步；若不成功，则返回第一步；

第六步：结束寻磁北。2.3数据采集发送

地磁寻北完成后，装置进入工作状态；如图5所示，装置的数据采集与发送过程如下：

第一步：人工设置机型、架数和批号；

第二步：微处理器自动获取九轴角度传感器数据、定位模块(北斗/GPS)数据并进行解析；

第三步：微处理器按照指定的数据格式对数据进行封装，得到长度均在20字节内的状态报和数据报；

状态报格式如下：

报文类型及站号：最高位表示报文类型，低7位表示站号：01-99；

本站经度：用GPS或北斗原始格式(度分，小数点后保留4位)；

本站纬度：用GPS或北斗原始格式(度分，小数点后保留4位)；

本站海拔：用GPS或北斗原始格式，采用GPS导航定位的NMEA_0183标准格式XXXX米；

捕获日期：yyyyMMdd；

捕获时间：hhmmss；

数据报格式如下：

报文类型及站号：最高位表示报文类型，低7位表示站号：01-99；

目标距离：XXXXX米；

目标磁方位角：0～360°，dddmm(度分)；

目标高低角：-60～90°，ddmm(度分)；

批号：01-99，顺序自然起批；

捕获日期：yyyyMMdd；

捕获时间：hhmmss

保留字节：第0～1位表示目标机型，第2～3位表示目标架数，第4位表示目标后方有无尾随。

第四步：数据封装完成后，人工按下发送按键，通过对外数据接口模块将封装后数据发送至后端处理中心；

第五步：数据完成一次发送流程，结束一个观测周期。

(三)结构设计

3.1整体结构

为方便灵活拆装，本发明在光学望远镜3中轴上固定一个夹装式支架2，在夹装式支架2的上端面设置滑块29，在本发明目标跟踪数据录取便携装置1的壳体底部设置滑轨11，利用滑轨11和夹装式支架2可将本发明目标跟踪数据录取便携装置安装在光学望远镜3(或者光电望远镜)中轴上，构成观瞄跟踪设备。

具体如图7、图8、图9、图10所示，装夹式支架2包括上夹23和下夹24；上夹23的下部形状与光学望远镜3中轴的上部形状相适配，上夹23的上端面设置有与目标跟踪数据录取便携装置1壳体下端面的滑轨11所配合的滑块29(在其他实施例中，也可以在上夹23的上端面设置滑轨，在目标跟踪数据录取便携装置1壳体下端面设置相适配的滑块)；下夹24的上部形状与光学望远镜3中轴的下部形状相适配；

上夹23与下夹24的两端部通过手拧螺钉21和螺母22连接；

在上夹23一端部插接有用于卡死固定滑轨11的卡块25，利用手拧螺钉二27将下架24相应的端部与卡块25连接，且手拧螺钉二27外套设有预紧弹簧26，预紧弹簧26的一端与卡块25的下端面接触，预紧弹簧26的另一端与下夹24的上端面接触；

为了加大夹持稳定性，在上夹23的下部与光学望远镜3中轴接触部位，以及下夹24的上部与光学望远镜3中轴接触部位均设置有锯齿结构28。

装配时，可先利用上夹23与下夹24共同夹持光学望远镜3的中轴，待上夹23与下夹24扣合后，拧紧手拧螺钉一21和螺母22将上夹23与下夹24的两端部连接，如图9所示；然后将目标跟踪数据录取便携装置1壳体下端面的滑轨11插入上夹23上端面滑块29中，如图10所示；最后拧紧手拧螺钉27，使卡块25将滑轨11固定卡死，即完成安装，如图6所示；调节瞳距时只需松开手拧螺钉一21，当调整到位后锁紧手拧螺钉一21既可。

3.2结构设计优点：

1.夹装式支架适合加装到市场上各类传统望远镜。

2.目标跟踪数据录取便携装置1通过夹装式支架2与光学望远镜3连接在一起，方便拆装，使用灵活方便。

3.目标跟踪数据录取便携装置上的操作按键在壳体的两侧排列，相邻两个操作按键的间距，操作按键的大小、形状均按照成人指宽及使用习惯设计，使得运用光学望远镜观望时，方便操作。

4.夹装式支架设计充分考虑使用者差异，瞳距可调、操作便捷、稳定性强，不影响设备正常使用。

在其他实施例中，还可以将光学望远镜3(或者光电望远镜)和目标跟踪数据录取便携装置均固定设置在一个壳体内，并在壳体上与望远镜光路相对应位置处开设有观察窗口，从而将光学望远镜3与目标跟踪数据录取便携装置通过壳体连接为一体式的。

在另一些实施例中，如图11所示，壳体5还可以设计为铰接于一体的左壳体51和右壳体52，铰接处为过盈配合；左壳体51的下部形状与望远镜3左半部分相适配，右壳体52的下部形状与望远镜3的右半部分相适配；左壳体51和右壳体52连接后形成一个可容纳望远镜和目标跟踪数据录取便携装置的空腔，望远镜3和目标跟踪数据录取便携装置均固定设置在该空腔内，望远镜3的中轴位于左壳体51和右壳体52的拼接处；目标跟踪数据录取便携装置的硬件分为两部分分别设置在左壳体51和右壳体52上部腔体内，两部分硬件之间通过柔性连接线4相连。

在另一些实施例中，望远镜还可以以壳体5作为望远镜自身壳体，即仅在壳体5内固定安装望远镜光路，而不是整个望远镜。

Claims (12)

1.一种目标跟踪数据录取便携装置，搭载在光学望远镜上使用；其特征在于：

包括壳体、装夹式支架、设置在壳体内的九轴角度传感器、定位模块、微处理器、对外数据接口模块和语音模块，以及设置在壳体外的按键模块和指示灯模块；

所述壳体底部设置有滑块/滑轨，装夹式支架上端面设置有滑轨/滑块；目标跟踪数据录取便携装置通过所述滑块/滑轨，安装在装夹式支架上端面的滑轨/滑块上；所述装夹式支架安装在光学望远镜中轴上；

九轴角度传感器用于获取光学望远镜相对于低空目标的俯仰角与水平方位角，并发送给微处理器；

定位模块用于获取光学望远镜当前的地理坐标，并发送给微处理器；

微处理器用于根据定位模块与九轴角度传感器输出的数据，生成空情综合数据，并按照通信双方约定的报文格式对空情综合数据进行加密；

对外数据接口模块用于将微处理器加密后的数据，通过电台，发送至后端指控系统；

按键模块与微处理器相连，用于用户指令的输入；

所述按键模块包括机型选择按键、地磁校准按键、数据发送按键、距离选择按键、架数选择按键、起批/归零按键；

指示灯模块与微处理器相连，用于设备当前状态显示；

所述装置还包括语音模块和蓝牙；每种按键的按下动作都会对应一种语音信号，当按键动作发生时语音模块将对应的语音信号经蓝牙发送至蓝牙耳机；

还包括运行在微处理器上的软件程序，用于实现以下步骤：

1)接收九轴角度传感器与定位模块发送的数据；

2)对接收到的数据按指定数据格式进行数据封装，得到状态报和数据报；所述状态报和数据报的长度均在20字节内；

3)按固定时间间隔，将数据封装后得到的状态报和数据报发送至后端处理中心。

2.根据权利要求1所述的目标跟踪数据录取便携装置，其特征在于：步骤2)中所述的状态报格式如下：

报文类型及站号：最高位表示报文类型，低7位表示站号：01-99；

本站经度：用GPS或北斗原始格式，度分，小数点后保留4位；

本站纬度：用GPS或北斗原始格式，度分，小数点后保留4位；

本站海拔：用GPS或北斗原始格式，采用GPS导航定位的NMEA_0183标准格式XXXX米；

捕获日期：yyyyMMdd；

捕获时间：hhmmss；

步骤2)中所述的数据报格式如下：

报文类型及站号：最高位表示报文类型，低7位表示站号：01-99；

目标距离：XXXXX米；

目标磁方位角：0～360°，dddmm(度分)；

目标高低角：-60～90°，ddmm(度分)；

批号：01-99，顺序自然起批；

捕获日期：yyyyMMdd；

捕获时间：hhmmss；

保留字节：第0～1位表示目标机型，第2～3位表示目标架数，第4位表示目标后方有无尾随。

3.根据权利要求1或2所述的目标跟踪数据录取便携装置，其特征在于：

所述装夹式支架包括上夹和下夹；

上夹的下部形状与待夹持的望远镜的中轴上部形状相适配，上夹的上端面设置有与目标跟踪数据录取便携装置壳体下端面的滑块/滑轨所配合的滑轨/滑块；

下夹的上部形状与光学望远镜中轴的下部形状相适配；

上夹与下夹的两端部通过手拧螺钉和螺母连接；

在上夹一端部插接有用于卡死固定滑轨的卡块，卡块的下端通过手拧螺钉二与下架相连；在手拧螺钉二外套还设有预紧弹簧，预紧弹簧的一端与卡块的下端面接触，预紧弹簧的另一端与下夹的上端面接触。

4.根据权利要求3所述的目标跟踪数据录取便携装置，其特征在于：指示灯模块包括地磁校准状态指示灯、数据发送状态指示灯、机型状态指示灯、定位模块工作状态指示灯、和架数状态指示灯。

5.根据权利要求1或2所述的目标跟踪数据录取便携装置，其特征在于：九轴角度传感器采用包含3轴加速度传感器、3轴磁传感器和3轴陀螺仪的9自由度传感器。

6.一种观瞄跟踪设备，其特征在于：包括望远镜和权利要求1-5任一所述的目标跟踪数据录取便携装置；目标跟踪数据录取便携装置的壳体底部设置有滑块/滑轨，装夹式支架上端面设置有滑轨/滑块；目标跟踪数据录取便携装置通过所述滑块/滑轨，安装在装夹式支架上端面的滑轨/滑块上；所述装夹式支架安装在光学望远镜中轴上。

7.根据权利要求6所述的观瞄跟踪设备，其特征在于：所述望远镜为光学望远镜或光电望远镜。

8.根据权利要求6或7所述的观瞄跟踪设备，其特征在于：

所述装夹式支架包括上夹和下夹；

上夹的下部形状与待夹持的望远镜的中轴上部形状相适配，上夹的上端面设置有与目标跟踪数据录取便携装置壳体下端面的滑块/滑轨所配合的滑轨/滑块；

下夹的上部形状与光学望远镜中轴的下部形状相适配；

上夹与下夹的两端部通过手拧螺钉和螺母连接；

在上夹一端部插接有用于卡死固定滑轨的卡块，卡块的下端通过手拧螺钉二与下架相连；在手拧螺钉二外套还设有预紧弹簧，预紧弹簧的一端与卡块的下端面接触，预紧弹簧的另一端与下夹的上端面接触。

9.根据权利要求8所述的观瞄跟踪设备，其特征在于：上夹、下夹与望远镜中轴接触部位均设置有锯齿结构。

10.一种观瞄跟踪设备，其特征在于：包括壳体、望远镜和权利要求1-5任一所述的目标跟踪数据录取便携装置；所述望远镜和目标跟踪数据录取便携装置均固定设置在所述壳体内；所述壳体上与望远镜光路相对应位置处开设有观察窗口。

11.根据权利要求10所述的观瞄跟踪设备，其特征在于：

所述壳体包括铰接于一体的左壳体和右壳体，铰接处为过盈配合；

左壳体的下部形状与望远镜左半部分相适配，右壳体的下部形状与望远镜的右半部分相适配；

左壳体和右壳体连接后形成一个可容纳望远镜和目标跟踪数据录取便携装置的空腔，所述望远镜和目标跟踪数据录取便携装置均固定设置在所述空腔内，望远镜的中轴位于左壳体和右壳体的拼接处；

目标跟踪数据录取便携装置的硬件分为两部分分别设置在左壳体和右壳体上部腔体内，两部分硬件之间通过柔性连接线相连。

12.根据权利要求10所述的观瞄跟踪设备，其特征在于：所述望远镜以所述壳体为望远镜自身壳体。

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