本发明专利技术公开了结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法及装置，在电子罗盘姿态信息的基础上，结合光电观察仪器自身的高精度测角信息，设计了创新的专用校正程序和自适应算法，对电子罗盘的测角系统偏差、外部干扰误差和安装误差进行了精确校正，提供了一种低成本、小体积、轻重量且简单可靠的定向方法，实现了该产品的高精度寻北定向功能。且产品采用电子罗盘克服了磁罗盘易受外部电磁干扰的影响，可全天候工作。可全天候工作。可全天候工作。
【技术实现步骤摘要】
结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法及装置
[0001]本专利技术属于定向
，具体涉及结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法及装置。
技术介绍
[0002]为了获得观察目标的精确位置，定向功能是现代便携式光电观察产品必不可少的功能，目前主要采用的方式有磁罗盘、电子罗盘和陀螺仪。
[0003]磁罗盘由于定向精度低、抗干扰能力差和无法获得地磁偏角等缺点，指标落后，无法满足使用要求。电子罗盘大多只有单一的姿态测量功能，即使有些电子罗盘产品可以辅助计算地磁偏角，其寻北精度(1.5
°
，均方差)也达不到高精度定向的要求。陀螺仪等设备定向精度高，但价格高、体积大、重量重,也不能满足便携式光电观察产品的使用要求。
[0004]便携式光电观察产品迫切需要一种以低成本、小体积、轻重量简单可靠的定向方案，让产品在增加较少费用且体积重量基本不变的情况下,实现高精度定向功能。
技术实现思路
[0005]本专利技术正是为了解决上述技术问题而设计的结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法及装置，本专利技术采用创新的专用校正程序和自适应算法，对电子罗盘姿态信息和光电测角信息进行处理，实现了高精度定向功能，获得观察目标的精确位置。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法，基于用于获得测角信息的光电观察仪器，结合用于获得指向信息的电子罗盘，采取如下方法，实现电子罗盘对观测目标在正北坐标系下的高精度定向测量：步骤1:针对电子罗盘所在的地点与时刻，将电子罗盘的磁北坐标系转化为对应地点和时刻的正北坐标系，基于电子罗盘的正北坐标系下，对电子罗盘进行软磁标定并对其进行矫正，进入步骤2；步骤2:针对与电子罗盘所在同一位置的光电观察仪器，将光电观察仪器对已知正北坐标真值的目标进行远点标定，从而将光电观察仪器的坐标系转化成正北坐标系，进入步骤3；步骤3:基于光电观察仪器与电子罗盘的正北坐标系下，光电观察仪器与电子罗盘所在同一位置一周至少8个彼此相邻且等间距跨度的各个方位角，获得各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息，进一步得到电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差，进入步骤4；步骤4:依据电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差，对电子罗盘所在地点与时刻的正北坐标系进行方位定向零位修正，更新电子罗盘的正北坐标系，进而实现电子罗盘对观测目标在正北坐标系下的高精度定向测量。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤1中通过对电子罗盘指向信息的查询
获得电子罗盘所在地点与时刻的地磁偏角，结合电子罗盘所在地与时刻的子午线夹角，进而将电子罗盘所在的地点与时刻的磁北坐标系转化为对应地点和时刻的正北坐标系。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤3得到电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差的算法步骤如下：步骤3.1：基于光电观察仪器与电子罗盘的正北坐标系下，获得各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息；步骤3.2：基于各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息，获得各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息之间的差值；步骤3.3：基于各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息之间的差值，得到各方位角对应的各差值的综合均值；步骤3.4：基于各方位角对应的各差值的综合均值，确定各方位角对应的各差值中最接近综合均值的最优差值；步骤3.5：基于各方位角对应的各差值中最接近综合均值的最优差值，得到电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤3.5根据以下公式，得到电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差；F
新
=F
原
‑
C
优
式中，F
新
为电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差；F原为上一次电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差，初始值为0；C
优
为各方位角对应的各差值中最接近综合均值的最优差值。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述方法的应用，在光电观察仪器和电子罗盘组合时，执行所述步骤1至步骤4，其中步骤3至少循环重复执行2次，由最后一次得到的电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差，对电子罗盘的正北坐标系进行方位定向零位修正，更新电子罗盘的正北坐标系，修正光电观察仪器和电子罗盘之间的组合误差；在每次使用光电观察仪器和电子罗盘组合开始实现电子罗盘对观测目标在正北坐标系下的高精度定向测量时，均执行步骤1、3、4，对电子罗盘的正北坐标系进行方位定向零位修正，再次更新电子罗盘的正北坐标系，修正光电观察仪器和电子罗盘之间的测量偏差，之后使用光电观察仪器和电子罗盘组合开始实现电子罗盘对观测目标在正北坐标系下的高精度定向测量。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述在光电观察仪器和电子罗盘组合时，执行所述步骤1至步骤4，其中步骤3至少循环重复执行2次，根据公式F
新
=F
原
‑
C
优
第一次执行步骤3得到F
新
，该公式中的的F
原
为0，第二次循环执行步骤3由第一次执行步骤3得到的F
新
作为第二次执行步骤3的F
原
，根据公式得到第二次执行步骤3的F
新
，进行预设次数循环重复执行步骤3的依次迭代，依据最后一次得到的电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差，对电子罗盘的正北坐标系进行方位定向零位修正，更新电子罗盘的正北坐标系，修正光电观察仪器和电子罗盘之间的组合误差。
[0012]一种结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法的装置，包括用于获得测
角信息的光电观察仪器、以及用于获得指向信息的电子罗盘，电子罗盘机械连接固定在光电观察仪器内部。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种低成本、小体积、轻重量且简单可靠的定向方法，实现便携式光电观察仪器的高精度定向功能。在电子罗盘姿态信息的基础上，结合光电观察仪器自身的高精度测角信息，设计了专用校正程序和自适应算法，对电子罗盘的测角系统偏差、外部干扰误差和安装误差进行了精确校正；再结合计算地磁偏角和子午线夹角，实现了该产品的高精度寻北定向功能。
附图说明
[0014]图1为本专利技术方法的流程框图。
具体实施方式
[0015]以下结合附图对本专利技术进一步详细说明。
[0016]结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法，基于用于获得测角信息的光电观察仪器，结合用于获得指向信息的电子罗盘，如图1所示，采取如下方法，实现电子罗盘对观测目标在正北坐标系下的高精度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法，其特征在于：基于用于获得测角信息的光电观察仪器，结合用于获得指向信息的电子罗盘，采取如下方法，实现电子罗盘对观测目标在正北坐标系下的高精度定向测量：步骤1:针对电子罗盘所在的地点与时刻，将电子罗盘的磁北坐标系转化为对应地点和时刻的正北坐标系，基于电子罗盘的正北坐标系下，对电子罗盘进行软磁标定并对其进行矫正，进入步骤2；步骤2:针对与电子罗盘所在同一位置的光电观察仪器，将光电观察仪器对已知正北坐标真值的目标进行远点标定，从而将光电观察仪器的坐标系转化成正北坐标系，进入步骤3；步骤3:基于光电观察仪器与电子罗盘的正北坐标系下，光电观察仪器与电子罗盘所在同一位置一周至少8个彼此相邻且等间距跨度的各个方位角，获得各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息，进一步得到电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差，进入步骤4；步骤4:依据电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差，对电子罗盘所在地点与时刻的正北坐标系进行方位定向零位修正，更新电子罗盘的正北坐标系，进而实现电子罗盘对观测目标在正北坐标系下的高精度定向测量。2.根据权利要求1所述结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法，其特征在于：所述步骤1中通过对电子罗盘指向信息的查询获得电子罗盘所在地点与时刻的地磁偏角，结合电子罗盘所在地与时刻的子午线夹角，进而将电子罗盘所在的地点与时刻的磁北坐标系转化为对应地点和时刻的正北坐标系。3.根据权利要求1所述结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法，其特征在于：所述步骤3得到电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差的算法步骤如下：步骤3.1：基于光电观察仪器与电子罗盘的正北坐标系下，获得各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息；步骤3.2：基于各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息，获得各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息之间的差值；步骤3.3：基于各方位角一一对应的光电观察仪器测角信息和电子罗盘指向信息之间的差值，得到各方位角对应的各差值的综合均值；步骤3.4：基于各方位角对应的各差值的综合均值，确定各方位角对应的各差值中最接近综合均值的最优差值；步骤3.5：基于各方位角对应的各差值中最接近综合均值的最优差值，得到电子罗盘正北坐标系相对于光电观察仪器正北坐标系的修正方位偏差。4.根据权利要求3所述结合光电测角信息实现电子罗盘高精度定向的方法，其特征在于：所述步骤3.5根据以下公式，得到电子罗盘正北坐标...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴云涛，郑贵欣，
申请(专利权)人：南京百花光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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