方位的精確測定方法
2023-05-16 15:21:51 2
專利名稱：方位的精確測定方法
技術領域：
本發明涉及一種測定天文方位的方法，特別是一種全新的，方位的精確測定方法。
在當今科學技術高度發達的時代，在科研、軍事、運輸以及其他工業生產等許多領域中，都需要對某個物體或地點的精確方位與精確高度及時地測得數據。例如要測量飛機、火箭、飛彈等飛行物，每一個瞬間在天空中的位置及其變化，就要不斷測出其方位、高度，以研究其速度及變化。再如移動式車載雷達等設備，每到達一個新的地點，需要迅速調整自己的座標系統，以便精確測量目標的方位和高度。又例如在天文觀測研究中，移動式天文望遠鏡到達一個新觀測點時，需要在儘可能短的時間內投入觀測，設備的調整也需要有精確的方位與高度顯示。其中方位確定以後，根據水平線和仰角即可確定高度，所以技術上較複雜的是方位的測定。現有技術常用的方位測定法有三種一是使用指南針確定南北線，但既使採用最精密的指南針，其精度只能達到1度左右。二是採用正午時刻的日影線確定方位，其精度也只有幾十分，該方法還要受天氣情況的制約。許多技術領域的方位測定要求精確到1/10度或1/100度，這兩種方法都無法實現。第三種方法是測定北極星的方位以推算出測點的方位。該方法精度雖然較高，但必須在夜間進行，白天無法作業，在時間緊迫的情況下，該方法不能滿足需要。
本發明提供一種全新的方位的精確測定方法，可以將測量精度提高到1/10度或1/100度，其測量時間也可以不限於正午或夜間，可以隨時、方便地測定出精確的方位，使方位測定的方便程度與精確程度都能滿足現代科研、軍事以及工業生產等領域的需要。
完成上述發明任務的技術方案是一種全新的方位的精確測定方法，包括以下工作步驟將成像系統指向太陽，採集太陽圖象，根據太陽圖象讀出其方位值，
將太陽的方位值輸入計算機，由GPS系統向計算機輸入觀測點的座標與標準時間，計算機根據該時間太陽座標值，與測量得到的太陽座標值之差，計算出測點的精確方位。
上述計算結果可以通過顯示系統顯示出來。這裡所說的「成像系統」包括圖象採集裝置和成像裝置，圖象採集裝置可以採用簡易光學望遠鏡、軍用炮鏡或對目鏡略加改裝的導星鏡等，甚至一個簡單的透鏡也可構成圖像採集裝置。成像裝置包括劃有分劃線的毛玻璃和數字式攝象頭等。採集太陽圖象的方法可以是將太陽成象於毛玻璃中心，再由座標指示系統讀出其方位值；或者是由數字攝象頭拍攝太陽圖象，由計算機處理後，得到圖象中心座標，由座標指示系統讀出方位值。前者的精度可優於0.1度；後者的精度可優於0.01度。顯示該結果的裝置可以採用碼盤、編碼器或刻度盤，可按不同的精度要求選擇。
本發明提供的這種全新的方位精確測定方法，可以不受時間限制，只要天空中出現太陽，不管其處於什麼位置，都可以隨時、方便地校準設備的座標，且動作快捷，幾十分鐘即可完成校驗工作，校準後設備的方向及高度的指向即可顯示精確方位與高度，精度可以提高到1/10度或1/100度，其方便程度與精確程度都能滿足現代科研、軍事以及工業生產等領域的需要。
現結合附圖與實施例做進一步說明。
圖1為本發明工作流程圖。
實施例1參照圖1一種全新的方位的精確測定方法，包括以下工作步驟將成像系統中的圖象採集裝置--簡易光學望遠鏡指向太陽，採集太陽圖象，將太陽成象於劃有分劃線的毛玻璃中心，再由座標指示系統根據太陽圖象讀出其方位值。將太陽的方位值輸入計算機，同時由GPS系統向計算機輸入觀測點的座標與標準時間。計算機內事先存儲有計算太陽座標的天文軟體和觀測歸算軟體，計算機根據該時間太陽座標值，與測量得到的太陽座標值之差，計算出測點的精確方位。方位值由碼盤顯示，精度為0.1度。
實施例2，將成像系統中的圖象採集裝置--軍用炮鏡指向太陽，由成像裝置--數字式攝象頭採集太陽圖象並輸入計算機，由計算機處理後，得到圖象中心座標，由座標指示系統讀出方位值。同時由GPS系統向計算機輸入觀測點的座標與標準時間，計算機根據該時間太陽座標值，與測量得到的太陽座標值之差，計算出測點的精確方位。方位值由編碼器顯示，精度為0.01度。
權利要求
1.一種方位的精確測定方法，包括以下工作步驟將成像系統指向太陽，採集太陽圖象，根據太陽圖象讀出其方位值，將太陽的方位值輸入計算機，由GPS系統向計算機輸入觀測點的座標與標準時間，計算機根據該時間的太陽座標值，與測量得到的太陽座標值之差，計算出測點的精確方位。
2.按照權利要求1所述的方位的精確測定方法，其特徵是所說的採集太陽圖象的具體步驟為，將太陽成象於毛玻璃中心。
3.按照權利要求1所述的方位的精確測定方法，其特徵是所說的採集太陽圖象的具體步驟為，由數字攝象頭拍攝太陽圖象。
4.按照權利要求1或2或3所述的方位的精確測定方法，其特徵是增加下述工作步驟通過顯示系統顯示計算結果。
全文摘要
一種方位的精確測定方法,包括以下工作步驟:將成像系統指向太陽,採集太陽圖象,根據太陽圖象讀出其方位值,將太陽的方位值輸入計算機,由GPS系統向計算機輸入觀測點的坐標與標準時間,計算機算出測點的精確方位。本發明不受時間和太陽位置的限制,可以隨時、方便地校準設備的坐標,且動作快捷地顯示精確方位,精度可以提高到1/10度或1/100度,能滿足現代科研、軍事以及工業生產等領域的需要。
文檔編號G01C21/02GK1298091SQ00134368
公開日2001年6月6日 申請日期2000年12月8日 優先權日2000年12月8日
發明者魯春林, 顧光德, 張曉祥 申請人:中國科學院紫金山天文臺