磁罗经自差自动校正方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种磁罗经自差自动校正方法及其装置，该方法包括如下处理步骤：ａ．通过键盘输入或ＧＰＳ自动搜索获得当时、当地的经纬度数据和海拔高度；ｂ．将经纬度数据和海拔高度输送给天体真方位和磁差计算单元，计算出天体真方位和磁差，根据天体磁方位＝天体真方位＋磁差，计算出天体磁方位；ｃ．采集视频图像单元将获取的图像数据输送舷角计算单元，计算出舷角；结合罗航向，根据天体罗方位＝舷角＋罗航向，计算出天体罗方位；ｄ．根据磁罗经自差＝天体磁方位－天体罗方位，计算出磁罗经自差，并打印或显示。本发明专利技术无需人工操作，使用方便，数据精确，确保磁罗经自差更小，磁罗经导航更有保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种指向方法和指向仪，尤其涉及一种磁罗经自差自动校正方 法及其装置。
技术介绍
当今，虽然航海船舶已普通使用电罗经等先进电航仪为船舶安全指向，但 是，电罗经结构复杂，保养麻烦，造价昂贵，起动时间长，通常采用强电做动 力源， 一个零部件损坏或电力供应不足都会失去指向功能，并且不易修复；而 磁罗经结构简单，经久耐用，优质磁罗经从新船安装上去直到船只报废，还能 正常使用，而且磁罗经以地磁为动力源，随时随地都可获得，永不中断，所以， 当今磁罗经还是航海船舶必备的指向仪。《国际海上人命安全公约》以及我国 国家标准《海上运输船舶安全开航技术要求》均规定海船必须安装磁罗经， 并且标准罗经自差应不超过±3°，操舵罗经自差应不超过土5。。因为磁罗经自 差会受船磁变化的影响而发生改变，所以国家规定航海船舶每年至少应进行一 次磁罗经自差校正，以保证磁罗经自差符合要求；对于磁罗经自差不合格的船 舶，则视为不适航船舶。因此，磁罗经的自差校正是保证船舶安全航行的一项 重要工作。但目前的磁罗经自差较正技术基本由人工操作完成，存在比较繁琐、 实现不够方便、较正精度不高等诸多缺点。
技术实现思路
本专利技术主要解决目前磁罗经自差较正需要人工操作，比较繁琐、实现不够 方便、较正精度不高的技术问题；提供一种无需人工操作、实现方便、性能可 靠、高效精确，使磁罗经自差更小，磁罗经导航更有保障的磁罗经自差自动校本专利技术同时解决目前磁罗经自差较正需要人工操作，比较繁琐、实现不够 方便、较正精度不高的技术问题；提供一种无需人工操作、实现方便、性能可 靠、高效精确，使磁罗经自差更小，磁罗经导航更有保障的磁罗经自差自动校 正装置。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的磁罗经自差 自动校正方法，该方法包括如下处理步骤a. 通过键盘输入或GPS自动搜索获得当时、当地的经纬度数据和海拔高度；b. 将经纬度数据和海拔高度输送给中央处理单元中的天体真方位和磁差计 算单元，计算出天体真方位和磁差，根据天体磁方位=天体真方位+磁差，由中 央处理单元计算出天体磁方位，并打印或显示；c. 采集视频图像单元将获取的图像数据输送给中央处理单元中的舷角计算 单元，计算出舷角；读出磁罗经的刻度盘读数，即为罗航向；由中央处理单元 根据天体罗方位=舷角+罗航向，计算出天体的罗方位，并打印或显示；d. 中央处理单元根据磁罗经自差二天体磁方位-天体罗方位，计算出磁罗经 自差，并打印或显示。该方法利用天体方位的不断变化，由数字图象处理技术精确地显示天体的 投影与所在交通公具(如船体)的首尾线夹角的变化，准确测出舷角数据，结 合天体运动模型和地磁场模型，将大大简化原有的磁罗经自差较正工作的繁琐 步骤，同时也利用了微电子技术强大的运算功能，有效地提高了计算精度，使 磁罗经自差更小，磁罗经导航更有保障。作为优选，所述的天体真方位和磁差计算单元进行如下处理步骤bl.利用时间计算自历元起到观测时的积日，利用积日求出太阳黄经；将岁 差及章动因素考虑在内，求得黄道倾角；利用太阳黄经和黄道倾角求出太阳视 赤经和视赤纬；计算春分点格林时角，并结合视赤经和当地经度，转换为地方 时角；利用地方时角和视赤纬，通过坐标空间变换，得出太阳高度角和方位角；b2.将大地坐标换算为地心坐标，由缔合勒让德递推关系，引入施密特函数， 求取即时球谐系数；利用球谐系数及施密特函数，在地心坐标中计算出北向分 量X、东向分量Y、垂直分量Z;根据X、 Y、 Z计算出大地坐系中的磁差数据。作为优选，所述的舷角计算单元进行如下处理步骤将图像数据进行最佳 阈值的提取，进行直线细化；提取连通分量，即独立直线；去噪声干扰，并通 过相位换算求取舷角角度。作为优选，所述的在获取经纬度数据和海拔高度前先通过键盘输入或GPS 自动搜索获取当地、当时的准确时间，输送给实时时钟单元进行对时校准。以 确保获得准确的天体真方位，从而获得准确的天体磁方位，使磁罗经自差更小， 磁罗经导航更有保障。上述的方法是在下述的装置上实现的磁罗经自差自动校正装置，包括中 央处理单元及与之相连的实时时钟单元、舷角测量单元、倾斜补偿单元、键盘 单元、显示单元以及为整个磁罗经自差自动校正装置提供工作电源的电源单元， 所述的中央处理单元内存储有磁罗经自差自动校正装置的工作程序。通过键盘 单元输入所处位置的经纬度和海拔高度，经中央处理单元内工作程序的计算、 处理，计算出天体真方位、磁差和天体磁方位，送显示单元显示。舷角测量单 元进行图象识别直线检测，利用HOUGH变换找出基线和天体投影线，送给中央 处理单元，倾斜补偿单元对倾斜偏移量进行补偿，送中央处理单元，中央处理 单元结合舷角测量单元、倾斜补偿单元送来的信号，计算出基线与天体投影线所成水平夹角，即舷角，送显示单元显示。读出磁罗经的刻度盘读数，即为罗 航向，输送给中央处理单元。经中央处理单元内工作程序的处理、计算得到天 体罗方位，送显示单元显示。天体磁方位与天体罗方位的差值即是磁罗经自差， 该自差值也由中央处理单元计算得出并送显示单元显示。所述的天体可以是太 阳、月亮、北极星等。由于海面上船体不易保持平衡，导致倾斜时所捕获的夹 角与水平时所获得的夹角有所偏移，为了得到水平时精确的夹角信号，利用倾 斜补偿单元对偏移量进行补偿，得到正确的夹角数据。若是校正传统机械式磁 罗经，只需要通过键盘单元输入当前状态的罗航向值；若是校正数字磁罗经， 则将磁罗经自差自动校正装置与数字磁罗经连接，直接读取罗航向值，进一步 简化自差较正过程，实现了磁罗经自差较正的智能化、自动化。作为优选，所述的舷角测量单元包括感光投影单元和图象采样单元。摄像 头作为图象采样单元采集当前状态下天体的投影与感光投影单元上基线的夹角 信息，将采集到的位图发送至中央处理单元进行处理，得到精确的夹角数据并 实时显示。作为优选，所述的倾斜补偿单元包括倾角传感器及相关电路。由于海面上 船体不易保持平衡，导致倾斜时摄像头所捕获的图像夹角与水平时所获取的图 像夹角有所偏移，为了得到水平时精确的夹角信号，利用倾斜补偿单元对偏移 量进行补偿，得到正确的夹角数据。作为优选，所述的中央处理单元上还连接有多个扩展接口。通过扩展接口 可连接打印机、数字磁罗经等外辨。扩展接口包括并口、串口、 USB口等各种通 用接口，通过这些接口可以方便地连接打印设备，打印所需要的自差曲线等各 种数据，也便于连接数字磁罗经。作为优选，所述的中央处理单元上连接有GPS接收处理单元。通过GPS接收处理单元，可以获得天体高度、方位数据以及人们所处位置的经纬度数据和 当时、当地的准确时间，不需要再通过键盘单元输入这些数据，确保数据准确， 也使使用更加方便。本专利技术的有益效果是利用天体运动的规律，结合目前船用磁罗经技术， 准确、高效地完成磁罗经自差校准工作，利用天体投影方位，配合天文及地理 模型，即可自动显示各个方位的自差数据，并对自差数据进行有效处理，显示 自差数据，也可打印自差曲线，实现磁罗经校正的自动化、智能化。磁罗经自 差校正无需人工操作，实现方便，性能可靠、数据精确，确保磁罗经自差更小， 磁罗经导航更有保障。附图说明图1是本专利技术的一种电路连接框图。图2、图3、图4、图5是本专利技术的信息处理流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁罗经自差自动校正方法，其特征在于，该方法包括如下处理步骤：ａ．通过键盘输入或ＧＰＳ自动搜索获得当时、当地的经纬度数据和海拔高度；ｂ．将经纬度数据和海拔高度输送给中央处理单元中的天体真方位和磁差计算单元，计算出天体真方位和磁差，根据天体磁方位＝天体真方位＋磁差，由中央处理单元计算出天体磁方位，并打印或显示；ｃ．采集视频图像单元将获取的图像数据输送给中央处理单元中的舷角计算单元，计算出舷角；读出磁罗经的刻度盘读数，即为罗航向；由中央处理单元根据天体罗方位＝舷角＋罗航向，计算出天体罗方位，并打印或显示；ｄ．中央处理单元根据磁罗经自差＝天体磁方位－天体罗方位，计算出磁罗经自差，并打印或显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈黎君，刘公致，王维平，
申请(专利权)人：杭州米特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]