CN1139785C - 方位的精确测定系统 - Google Patents
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Abstract
方位的精确测定系统:图象采集装置和成像装置共同构成“成像系统”,其输出接计算机,GPS定位装置的同时接计算机,计算机的输出接显示装置。图象采集装置为简易天文望远镜,成像装置为数字摄象机或划有分划线的毛玻璃。将成像系统指向太阳采集太阳图象,GPS装置输入观测点的座标与标准时间,计算机即可算出测点的精确方位。本发明不受时间和太阳位置的限制,可以随时、方便地校准设备的座标,精度可提高到1/100度。
Description
本发明涉及一种测定天文方位的装置,特别是一种方位的精确测定系统。
在当今科学技术高度发达的时代,在科研、军事、运输以及其他工业生产等许多领域中,都需要对某个物体或地点的精确方位与精确高度及时地测得数据。例如要测量飞机、火箭、导弹等飞行物每一瞬间在天空中的位置及其变化,就要不断测出其方位、高度,以研究其速度及变化。再如移动式车载雷达等设备,每到达一个新的地点,需要迅速调整自己的座标系统,以便精确测量目标的方位和高度。又例如在天文观测研究中,移动式天文望远镜到达一个新观测点时,需要在尽可能短的时间内投入观测,设备的调整也需要有精确的方位与高度显示。其中方位确定以后,根据水平线和仰角即可确定高度,技术上较复杂、要求较高的的是方位的测定装置。现有技术常用的方位测定装置有三种:一是指南针,但既使采用最精密的指南针确定南北线,其精度只能达到1度左右。二是采用铅垂线与标准时钟在正午时刻测定日影线来确定方位,其精度也只有几十分,该装置还要受天气情况的制约。许多技术领域的方位测定要求精确到1/10度或1/100度,现有的这两种装置无法实现。第三种装置是在夜间利用望远镜观测北极星来测定方位,这种装置的测定精度虽然较高,但只能在夜间进行测定。在军事行动中、特殊条件下的天文观测工作或工程项目等时间紧迫的情况下,这种装置不能满足需要。
本发明提供一种全新的方位的精确测定系统,可以将测量精度提高到1/10度或1/100度,其使用时间也可以不限于正午或夜间,可以随时、方便地测定出精确的方位,其方便程度与精确程度都能满足现代科研、军事以及工业生产等领域的需要。
完成上述发明任务的技术方案是:一种全新的方位的精确测定系统,包括以下各部分:图象采集装置、成像装置、计算机、GPS定位装置,其中图象采集装置和成像装置共同构成“成像系统”,成像系统的输出接计算机,GPS定位装置的输出同时接计算机,计算机的输出接显示装置,计算机内事先存储有计算太阳座标的天文软件和观测归算软件。这里所说的图象采集装置可以采用简易光学望远镜、军用炮镜或对目镜略加改装的导星镜等,甚至一个简单的透镜也可构成图像采集装置。成像装置包括划有分划线的毛玻璃或数字式摄象头等。计算机内存储有计算太阳座标的天文软件和观测归算软件。显示装置可以采用码盘、编码器或刻度盘,可按不同的精度要求选择。用上述系统采集太阳图象的方法是:将太阳成象于毛玻璃中心,再由座标指示系统读出其方位值;或者是由数字摄象头拍摄太阳图象,由计算机处理后,得到图象中心座标,由座标指示系统读出方位值。前者的精度可优于0.1度;后者的精度可达0.01度。GPS系统向计算机输入观测点的座标与标准时间,计算机根据该时间太阳座标值,与测量得到的太阳座标值之差,计算出测点的精确方位,计算结果通过显示系统显示出来。
本发明提供的这种全新的方位精确测定系统,可以不受时间限制,只要天空中出现太阳,不管其处于什么位置,都可以随时、方便地校准设备的座标,且动作快捷,几十分钟即可完成校验工作,校准后设备的方向及高度的指向即可显示精确方位与高度,精度可以提高到1/10度或1/100度,其方便程度与精确程度都能满足现代科研、军事以及工业生产等领域的需要。
现结合附图与实施例做进一步说明。
图1为各装置组合成本发明设备系统的示意图。
实施例1,参照图1:一种全新的方位的精确测定装置,包括以下各部分:图象采集装置1与成像装置2——划有分划线的毛玻璃2-1,共同构成“成像系统”,该成像系统的输出接计算机3,GPS定位装置4的输出同时接计算机,计算机的输出接显示装置5。将成像系统中的图象采集装置——简易光学望远镜指向太阳,采集太阳图象,将太阳成象于划有分划线的毛玻璃中心,再由座标指示系统根据太阳图象读出其方位值。将太阳的方位值输入计算机,同时由GPS系统向计算机输入观测点的座标与标准时间。计算机内事先存储有计算太阳座标的天文软件和观测归算软件,计算机根据该时间太阳座标值,与测量得到的太阳座标值之差,计算出测点的精确方位。方位值由码盘显示,精度为0.1度。
实施例2,参照图1:装置组成与实施例1基本相同,但成像系统中的图象采集装置1改用导星镜,即将通常附属在大型天文望远镜上的导星镜单独使用,其目镜略加改装,使太阳成像于数字式摄象头2-2。该成像系统采集太阳图象并输入计算机,由计算机处理后,得到图象中心座标,由座标指示系统读出方位值。同时由GPS定位装置向计算机输入观测点的座标与标准时间,计算机根据机内储存的该时间太阳座标值,与测量得到的太阳座标值之差,计算出测点的精确方位。方位值由编码器显示,精度为0.01度。
Claims (6)
1、一种方位的精确测定系统,包括以下各部分:图象采集装置、成像装置、计算机、GPS定位装置及座标指示系统,其中图象采集装置和成像装置共同构成“成像系统”,成像系统的输出接计算机,GPS定位装置的输出同时接计算机,计算机的输出接显示装置,计算机内事先存储有计算太阳座标的天文软件和观测归算软件。
2、按照权利要求1所述的方位的精确测定系统,其特征是:所说的图象采集装置为简易光学望远镜。
3、按照权利要求1或2所述的方位的精确测定系统,其特征是:所说的成像装置为划有分划线的毛玻璃。
4、按照权利要求1或2所述的方位的精确测定系统,其特征是:所说的成像装置为数字摄象头。
5、按照权利要求3所述的方位的精确测定系统,其特征是:所说的显示装置为码盘、编码器或刻度盘。
6、按照权利要求4所述的方位的精确测定系统,其特征是:所说的显示装置为码盘、编码器或刻度盘。
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