一种方位校正方法及应用

钱增波

摘要：随着国际形势的发展，对装备的高机动性能的要求越来越高，使用国产化的BD设备实现装备的寻北功能是大势所趋。

关键词：方位校正;寻北;应用

1概述

每型装备都配有一套寻北设备，如陀螺寻北仪、GPS、BD设备等。寻北的方法也很多，老型装备一般采用陀螺寻北仪、GPS来实现寻北功能，但如今随着国际形势的发展，且对装备的高机动性能的要求越来越高，使用国产化的BD设备来实现装备的寻北功能是大势所趋，且BD设备能够获取高精度的时间、位置和方位基准信息，实现了装备高机动演练后及时修正方位的功能。

2设备组成

设备主要由寻北天线、抗干扰天线、导航服务器、BD设备主机，以及连接寻北天线、抗干扰天线和BD设备主机的射频电缆组成。

3工作原理

BD设备主机、导航服务器、抗干扰天线、寻北天线及线缆等，连接框图见1。

BD设备的两副寻北天线接收BD卫星信号，通过射频电缆将射频信号送入BD主机的寻北处理模块进行寻北处理，接收BD寻北信息。抗干扰天线接收BD卫星信号，通过射频电缆将射频信号送入BD主机定位授时模块进行定位授时处理，输出高精度的经纬度、时间和位置等信息，见图2。

通过导航服务器对终端人机交互软件适应性改进，在不改变原终端技术状态条件下，实现BD设备的显示、控制功能，也可实现陀螺寻北仪和BD寻北功能。

4寻北方法

4.1陀螺寻北仪寻北方法

未安装BD设备的装备，一般都使用陀螺寻北仪来进行方位校正，方法如下：装备供电后，按技师级登录，首先在装备终端界面（或配发的手持GPS中）查看“本地纬度”，填入陀螺寻北仪的操作界面（图3）中A处，点击启动寻北仪按钮，寻北仪开始自动寻北，此时伺服控制系统的校北程序先将纬度数据发送给寻北仪，约20秒后再自动发送寻北仪寻北命令。此时在寻北仪的控制面板上，纬度显示区的數码管显示监控台发送的纬度值，在角度显示区的数码管显示“-”，表示寻北仪已开始工作，约3分钟后数码显示出寻北值即传送到陀螺寻北仪的操作界面（图3）中C处。在操作界面中点击“读基准刻度”，则在“方位电机零点值”（图3）中D处显示，其中“校准值及符号”为工厂出厂前的机械安装方位误差值，可查相关文件后填入。最后点击“确定”键，方位校准值即伺服系统需要最终校准的真北值，在“计算结果”中B处显示。将B值键入“人工手动寻北”区（图3），点击发送键，将数据传输给方位数据产生组件中实现校北功能。天线北向值=寻北仪数据+90-方位电机零点值+校准值，即B=C+90-D+E。例：C=61.77°，D=118.52°，E=-3.32°，则天线北向值B=29.93°。

陀螺寻北仪工作时，对天线座车有一定的稳定度要求，因此在大风作用下天线反射面抖动，影响寻北精度。

4.2 BD设备寻北方法

使用BD设备进行方位校正时，仅需将寻北角度值为N，与终端扫描线指示值为Z，相差值Ʃ=Z-N，将相差值Ʃ填入（图3）“人工手动寻北”中，点击“手动发送”按钮，及时观察终端扫描线位置，即为天线北向值。

4.3人工寻北方法

当陀螺寻北仪损坏或者未安装GPS、BD设备时，也可人工手动寻北，方法如下。在“人工手动寻北”中输入所要的校准方位值，即根据准确地标进行修正的真正方位值。点击“手动发送”键，发送校准方位值。如果出现方位偏差时，在“人工手动寻北”直接进行修正。例如录取终端显示出的地标方位是K°，偏小了4°，则在“人工手动寻北”中输入（K+4）°发送出去即可。方位出现偏差时可直接在人工手动寻北中进行修正，根据偏差值来计算并且填入“人工手动寻北”中，手动发送即可。

5结论

由上述方法可得出，在未知地标的陌生环境下，装备使用BD设备进行方位校正时，耗时短，精度高，能够迅速实现装备高机动演练后及时修正方位功能。

参考文献：

[1]郭金运，李成尧.单自由度陀螺寻北仪寻北数学模型研究，四川测绘，1995，18（3）：110-113.

[2]郭金运，李成尧.单自由度陀螺寻北仪定向原理及其运动规律的研究，矿山测量，1994，2（2）：40-44.

[3]杨军，曹冲.我国北斗卫星导航系统应用需求及效益分析，武汉大学学报，信息科，2004，29（9）：775-778.