本发明专利技术涉及一种手持式星空显示设备及星空显示方法，用于显示天空中天体的分布图形。该手持式星空显示设备包括与一数据处理单元连接的一显示单元、一保存了天体资料数据库的非挥发性存储单元、一三维姿态传感器和一控制面板，以及一三维磁场传感器和至少一指向轴，数据处理单元接受三维姿态传感器和三维磁场传感器传送的数据，并计算指向轴所在地平坐标系中的方位角、俯仰角和横滚角，显示单元动态显示指向轴所指向的局部空域的天体分布图形。该手持式星空显示设备和方法精度较好，能准确判断正确天体目标，可实时显示较大空域中天体分布，且操作方便。本发明专利技术可被广泛应用于天文观察及研究技术领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天文探测
中一种显示天体分布图形的电子设备及方 法，具体涉及一种。
技术介绍
普通人一般很难识别夜晚的天空，例如，不能在天空中找到指定名称的星 星，尤其是深空天体。为此，人们发展出多种方式以协助普通人可较容易的识别特定天体。如专利号us5311203的美国专利提出了一种手持式的电子装置， 该装置可以通过一个固定的视筒，观察实际的天空，同时，该装置包含内置的 电子指南针和姿态传感器，可以实时感知视筒轴向对应的水平方位角和垂直俯 仰角，并可结合装置中内置的微处理器和数据库以及用户输入的时间、经讳度 等信息，帮助用户在实际天空中寻找指定的天体，或者识别视筒的中轴所指向 的裸眼可视的天体。当指定的天体进入视筒的视野后，还可将与该天体相关的 信息，显示在一个显示装置上。但该电子装置在实际使用上会有一定的困难 其一，指南针的精度会受制于很多因素，可能会有较大的误差，若视筒的视野 中出现多个相似的天体时，用户将无法准确判断正确的目标，或在用其识别天体时，设备也会出现错误的判断，给出错误的识别结果；其二，该装置是为定位单个天体而设计的，而且视筒的视野固定且有限，用户无法看到较大片空域中天体的分布，不利于用户直观的了解天体的相对位置。而专利号us6844822 的美国专利中亦提出了与上述电子装置相似的手持式电子装置，其亦具有同样 的缺点。又如，目前可在个人计算机上运行的多种星空显示软件亦具有类似功 能，当用户输入正确的观测点所在地的经度、纬度、时区、时间等信息后，这 些软件都可以在计算机的屏幕上显示局部天空中的天体分布图形和所显示的天 体的名称，而且这些软件一般都可以很方便地改变视野(屏幕显示所覆盖的实 际天空)的大小，iE过对比屏幕上显示的天体分布图形和肉眼看到的实际天空 中的天体分布图形，用户就可以很方便地辨识出实际天空中的单个天体，也可 以通过屏幕上显示的多个天体的相对位置，大致确定一些较暗大体在实际天空中的位置，以便使用望远镜等设备搜寻和观察这些较暗的天体。这样的软件虽然极大的方便了业余天文爱好者探索夜空，但其仍具有如下的局限性其一，该软件都是在个人计算机上运行，其体积和重量都会对使用造成不便，其二， 这些软件一般是以天空中的一个点为中心绘制局部空域屮的天体分布图形，该中心点的坐标可以用水平方位角和垂直俯仰角表示，用户需通过键盘或鼠标改 变该中心点对应的方位角和俯仰角，来改变显示在屏幕上的局部天空，这种使用方式，导致用户在无法了解他感兴趣的g标的方位角的情况下，例如在一个陌生的地方，较难利用该等软件选择显示在图形屏幕上的局部空域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种精度较好，能准确判断正确天体目标，可实时 显示较大空域中天体分布，且操作方便的手持式星空显示设备和方法，以克服 现有技术中的不足。 '为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案-一种手持式星空显示设备，用于显示天空中大体的分布图形，包括一手持 式的壳体、与一数据处理单元连接的一显示单元、 一保存了天体资料数据库的 非挥发性存储单元、 一三维姿态传感器和一控制面板，其特征在于具体而言，该手持式星空显示设备还具有一三维磁场传感器和至少一指向 轴，数据处理单元接受三维姿态传感器和三维磁场传感器传送的数据，并计算 指向轴所在地平坐标系中的方位角、俯仰角和横滚角，显示单元动态显示指向 轴所指向的局部空域的天体分布图形。该手持式星空显示设备还具有一指向锁定开关，该指向锁定开关可冻结显 示单元上因指向轴变化而动态显示的天体分布图形，数据处理单元记忆冻结在显示单元上的天体分布图形中复数个天体的位置信息，同时接受用户由控制面 板输入的指令，选择上述复数个天体中至少一特定天体，并通过显示屏向用户 提供关于该特定天体的信息，或该指向锁定开关可冻结显示单元上因指向轴变 化而动态显示的天体分布图形，数据处理单元记忆显示单元上的至少个参考 点与所对应的天空位置的对应关系，然后接受用户输入的指令，在显示单元上 依据上述对应关系重绘局部天空的天体分布图形。所述重绘局部天空的天体分布图形包括放大、縮小、平移局部天空的天体 分布图形。 ，该手持式星空显示设备在使用时具有至少第一指向轴和第二指向轴，数据处理单元根据二维姿态传感器和三维磁场传感器的数据计算第一指向轴或第二 指向轴在地平坐标系中的方位角和俯仰角，并选择第一指向轴或第二指向轴作 为绘制天体分布图形的参考指向，显示单元上随第一指向轴或第二指向轴所指 方向的变化，动态绘制该第一指向轴或第二指向轴所指向的局部空域的天体分选择第一指向轴或第二指向轴作为绘制天体分布图形的参考指向的过程 为设该手持式星空显示设备初始采用第一指向轴作为参考指向，若第一指向 轴的俯仰角低于一预设角度，即切换至选择第二指向轴作为参考指向绘制天体 分布图形，直至第一指向轴的俯仰角高于预设角度，再切换选择第一指向轴作 为参考指向绘制天体分布图形。所述三维姿态传感器部件主要由三个传感轴向正交的加速度传感器组成， 所述三维磁场传感器部件主要由三个传感轴向正交的磁场传感器组成，三个加 速度传感器的三个正交轴向及三个磁场传感器的传感的三个正交轴向与该手持 式星空显示设备自身的三个参考轴向平行且正方向一致。所述三维姿态传感器部件和三维磁场传感器部件通过接口电路与数据处理 单元连接，接口电路将传感器部件的模拟信号转变为数字信号后传送至数据处 理单元，数据处理单元根据来源于三维姿态传感器部件的数字信号，计算该手持式星空显示设备的俯仰角和横滚角，而后数据处理单元根据上述俯仰角、横 滚角和来源于三维磁场传感器部件的数字信号，计算该手持式星空显示设备的 方位角。该手持式星空显示设备中具有一实时时钟电路，该实时时钟电路与数据处 理单元连接。该手持式星空显示设备中设置一红外模组单元，其包括一红外线传感器， 红外传感器输出一随外部红外信号强度而变化的模拟信号，当该信号到达一定 幅度时，则触发一开关信号，并发送到数据处理单元，以驱动该星空显示设备 工作。一种星空显示方法，其特征在于，该方法为采用具有至少一指向轴的手 持式星空显示设备，该手持式星空显示设备包括与一数据处理单元连接的一显 示单元、 一保存了天体资料数据库的非挥发性存储单元、 一三维姿态传感器、 一三维磁场传感器和一控制面板；将手持式星空显示设备初始化，尔后以数据处理单元接受三维姿态传感器 和三维磁场传感器传送的数据，并计算指向轴所在地平坐标系中的方位角、俯仰角和横滚角，显示单元动态显示指向轴所指向的局部空域的天体分布图形。 该方法具体包括如下歩骤a. 初始化流程调整手持式星空显示设备中用户所在区域的时区、时钟， 尔后读取或设定经、纬度、海拔高度数据，微处理器依据观测点的经、纬度和 海拔高度数据计算出观测点处的地球磁场的磁偏角；b. 天体分布图形绘制流程微处理器读取三维姿态传感器的数据，并判断 和切换手持式星空显示设备的当前工作模式，微处理器利用三维姿态传感器传 输的数据，计算出指向轴所在地平坐标系中的俯仰角和横滚角，同时微处理器 读取三维磁场传感器的数据，并结合上述俯仰角和横滚角，计算出参考轴向相 对于地球磁场的磁方位角，该磁方位角加上步骤a中计算出的磁偏角，为参考 轴向的方位角，显示单元动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种手持式星空显示设备，用于显示天空中天体的分布图形，包括一手持式的壳体、与一数据处理单元连接的一显示单元、一保存了天体资料数据库的非挥发性存储单元、一三维姿态传感器和一控制面板，其特征在于： 该手持式星空显示设备还具有一三维磁场传感器和至少一指向轴，数据处理单元接受三维姿态传感器和三维磁场传感器传送的数据，并计算指向轴所在地平坐标系中的方位角、俯仰角和横滚角，显示单元动态显示指向轴所指向的局部空域的天体分布图形。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈达忠，
申请(专利权)人：苏州信达光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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