向导仪制造技术

一种同时可显示运动载体运动时的航向和方位的向导仪。它涉及导航技术和计算机技术领域，它利用计算机采集航程信息与航向信息经处理后，确定运动载体的航向和方位，并利用加速度传感器测量运动载体的加速度信号，输入计算机经处理后以减少加速度误差，提高测量精度。本实用新型专利技术不受气象条件和地理环境的限制，本实用新型专利技术采用的均为普通电子元器件，不依靠其它设备便能迅速而准确地确定运动载体的航向与方位。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及导航技术和计算机
，提供各种运动载体在运动时辩别航向和确定方位的一种仪器。目前，用来在船舶和飞机上测量航向的导航装置多采用磁螺盘，这种装置只能测量出运动载体的航向而不能测量运动载体的方位。本技术的目的是提供一种即能测量出运动载体的航向同时又能测量出运动载体方位的仪器，它利用计算机采集到的航程信息与航向信息结合，经处理来确定运动载体的航向和方位，并利用加速度传感器测量运动载体的加速度信号，输入计算机经处理后以减少加速度误差，提高测量精度。实现上述目的，本技术解决方案为激磁电源(3)给磁传感器(1、1′)提供激磁电流，磁传感器(1、1′)测得的地磁场磁场强度的信号送信号处理电路(5，5′)进行处理，处理过的信号再经多路开关(6)送A／D转换(7)，计程仪(9)所测的航程信号和加速度传感器(1，1′)所测的加速度信号也通过多路开关(6)送A／D转换(7)，由计算机(8)采集到的这些信号经处理后得到运动载体的航向和方位，然后通过显示器(10)显示，也可由打印机(10′)打印出运动载体的航向和方位。当向导仪在外磁场强度远大于地磁场磁场强度的环境中使用时(例如在一铁矿山附近)两磁传感器已达到饱和而使仪器失灵，些时报警器(10″)发出报警。本技术可供各种运动载体在任何气象条件和复杂地理环境中使用，迅速而准确地确定运动载体的航向和方位，并能随时显示出来，本技术采用的均为普通的电子元器件，不依靠其他设备便能确定运动载体的航向和方位，因此具有很大的实用价值。附图说明图1是本技术即向导仪的基本结构方框图。它主要是由磁传感器(1，1′)，激磁电源(3)，信号处理电路(5，5′)，反馈电路(4，4′)，多路开关(6)，A／D转换(7)，计算机(8)，计程仪(9)和显示器(10)，打印机(10′)，报警器(10″)和加速度传感器(11)组成的。图2是向导仪的磁传感器水平悬浮装置的结构图。它是一个大球罐(12)中充满粘性液体(21)使一小球罐(13)悬浮在大球罐(12)的中心位置，将两磁传感器(1，1′)垂直且水平地安装在小球罐(13)中球冠(18)的园平面(20)上，当运动载体运动时园平面(20)与水平面保持动态的平行。图3是图2中装置的剖面图。图1中的两个磁传感器(1，1′)，垂直地安装在一起，处于一园周(2)内，园周(2)表示图2中的装置，详细情况将结合图2，图3加以说明。图1中的两个磁传感器(1，1′)由激磁电源(3)提供激磁电流。激磁电源为磁传感器提供激磁电流以外，还为信号处理电路(5，5′)提供参考信号。磁传感器(1，1′)上所测地磁场磁场强度水平分量的微弱信号送信号处理电路(5，5′)进行处理，信号处理电路(5，5′)将磁传感器送入的微弱信号进行选频，放大和整流，再将处理过的信号经多路开关(6)输入到A／D转换器(7)，经信号处理电路(5，5′)，引出一反馈信号送入反馈电路(4，4′)，反馈电路(4，4′)将信号反馈给磁传感器(1，1′)；多路开关(6)在计算机(8)的控制下分时选通一路信号输入A／D转换器(7)将模拟信号转变为数字信号，计算机(8)对信号进行采样。计程仪(9)的信号和加速度传感器(11)的信号都通过多路开关(6)经A／D转换器(7)由计算机采集得到，对采集到的地磁场磁场强度水平分量的信号利用各种软件进行处理后由求航向的软件求出航向，再与采集到的航程信息一起经处理后确定出运动载体的方位。并由显示器(10)显示出来。需要打印时可通过打印机(10′)进行打印。图2是磁传感器水平悬浮装置的结构图，是图3中该装置A－A方向上的剖面图，图3是该装置在图2中的B－B方向上的剖面图。图2中密封的大球罐(12)装在与运动载体固联的底座(19)上，在球罐(12)中注满粘性液体(21)，密封的小球罐(13)悬浮在粘性液体(21)中，在球罐(13)内下部有一球冠状的重物(18)，该重物(18)的球面与球罐(13)的内表面重合并联接在一起，图3中的重物(18)的园平面(20)在运动载体处于静止状态下与水平面平行，磁传感器(1，1′)安装在园平面(20)上，两个磁传感器(1，1′)的轴线均平行于园平面(20)。在园平面(20)的园心位置处，沿球罐(13)的半径方向在重物(18)和球罐(13)上开有一小孔(14)，在球罐(12)，底座(19)上沿通过底座(19)的中心、球罐(12)的半径方向上开有一小孔(16)，磁传感器(1，1′)的信号线(15)穿过孔(14)、孔(16)与激磁电源(3)，信号处理电路(5，5′)反馈电路(4，4′)相连，在孔(14)的位置处，从球罐(13)的外表面安有一密封圈(17′)，在孔(16)的位置处，从球罐(12)内外表面安装密封圈(17)。在运动载体处于运动状态下，重物(18)和上述两个磁传感器及球罐(13)自身的惯性及重力作用，重物(18)的园平面(20)在运动载体运动时有保持平行于水平面的趋势，又由于粘性液体(21)的阴尼作用，况且液体(21)自身的惯性使其趋向于向运动载体变速方向的相反方向运动，使园平面(20)偏离水平面的运动减慢。总之，上述作用使两个磁感器(1，1′)的轴线与水平面保持动态平行。从而提高了磁传感器对地磁场磁场强度水平分量信号的测量精度。在设计中可根据球罐(13)，两个磁传感器(1，1′)及重物(18)的重量，粘性液体(21)对球罐(13)的浮力，使在运动载体处于静止状态下，球罐(13)悬浮在球罐(12)中的球心位置附近。本技术有以下实施例当运动载体为人时，用干簧管、水银开关或霍尔开关元件作计程仪(9)来记录人行走的步数并将其输入给计算机(8)，经处理后得到航程信息，此航程信息再与所测得的人的航向信息结合起来，经处理得到人与出发点之间的相对平面座标位置和航向，此向导仪为人用时可省去加速度传感器。当运动载体为车辆时，用水银开关或霍尔开关元件作计程仪(9)来记录车轮的转数并将其输入给计算机(8)经处理得到航程信息，再与车辆行驶的航向信息结合起来，经处理后得到车辆与出发点之间的相对平面座标位置和航向。当运动载体为船舶时，利用船舶自身的里程计作为计程仪(9)，将所得到的航程信息与船行驶的航向信息结合经计算机(8)处理得到船所在地点的经纬度和航向。当运动载体为飞机或其它飞行物时计程仪(9)采用其上的里程仪，并将航向信息与航程信息结合起来，经计算机(8)处理后得到飞机或飞行物与出发点之间的相对立体座标，以确定飞机及飞行物的方位和航向。权利要求1.一种向导仪，它包括激磁电源(3)提供给磁传感器(1，1′)激磁电流，磁传感器(1，1′)将所测得的地磁场磁场强度信号送信号处理电路(5，5′)处理，再经多路开关(6)送A/D转换(7)；航程信息由计程仪(9)经多路开关(6)送A/D转换(7)，并由计算机(8)对这些进行采样、处理，得到运动载体的航向和方位由显示器(10)显示出来，再由打印机(10′)打印出，其特征在于a、磁传感器(1，1′)是由两个相互垂直的地磁传感器组成且装在一水平悬浮装置中；b、多路开关(6)、计算机(8)与一计程仪(9)相联；c、多路开关(6)联接加速度传感器(11)；d、计算机(8)与一报警器(10″)相联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向导仪，它包括：激磁电源（３）提供给磁传感器（１，１′）激磁电流，磁传感器（１，１′）将所测得的地磁场磁场强度信号送信号处理电路（５，５′）处理，再经多路开关（６）送Ａ／Ｄ转换（７）；航程信息由计程仪（９）经多路开关（６）送Ａ／Ｄ转换（７），并由计算机（８）对这些进行采样、处理，得到运动载体的航向和方位由显示器（１０）显示出来，再由打印机（１０′）打印出，其特征在于：ａ、磁传感器（１，１′）是由两个相互垂直的地磁传感器组成且装在一水平悬浮装置中；ｂ、多路开关（６） 、计算机（８）与一计程仪（９）相联；ｃ、多路开关（６）联接加速度传感器（１１）；ｄ、计算机（８）与一报警器（１０″）相联。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄继东，
申请(专利权)人：庄继东，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]