专利名称：移动载体接收卫星电视的光电磁综合数字指南仪的制作方法
移动载体接收卫星电视的光电磁综合数字指南仪 [所属技术领域] 本发明为应用于移动载体(各类车、船)上接收卫星电视的一种测定地球正南向
或正北向的装置。特别是用来指示各类船舶船首向的方向。 [背景技术] 不论是古代还是现代，在许多领域都需要快捷而又准确地测出所在位置的方向， 但是即使是在科学技术高度发达的今天，人们所使用的各类测向仪器，都仍然存在不同的 缺陷和弱点，这类仪器大体上可分为三类第一类，是以感应地磁场来实现指示方向的功 能，这类仪器包括各种磁罗径和电子罗盘，是目前使用最多的装置，这类仪器的主要缺点 是受磁场或磁性物质影响大、精度差，一般在2。 3°以上。有时甚至高达10。 20°以 上，校差很麻烦，且受纬度自差的影响不易校正，安装要求高，读数不方便，不便与其它导航 仪器实现自动化操作。第二类仪器主要包括陀螺罗径和陀螺指北仪，它们的精度虽然能达 到1° 2° ，但结构复杂，加工精度要求高，造价昂贵，启动陀螺仪时使其达到隐定运行状 态所需时间较长，一般在1 4小时内才能投入使用，这类仪器的运行是在高速旋转的电机 运动下进行的，所以承受高速运动的轴和轴承都易磨损和损坏，导致仪器无法工作，因而还 必须配备磁罗径配套使用。第三类仪器是以天体目标如太阳、星星等作为基准点来测定方 向的装置，这是一种比较新颖的仪器，它克服了上两类仪器的缺点，具有测量精度高，可达 0. 1° 0.05° ，不受磁场和磁性物质的干扰，成本相对低廉，测量迅速、可靠、方便，不需要 校差，但它有一个至命的缺点，就是受天气影响大，在阴雨天或下雪天就没法使用，这无疑 限制了它的使用效果。 在移动载体(车、船)上要想能稳定地接收到卫星电视信号，必须要随时了解移动 载体的姿态变化情况，尤其是要迅速、准确的测出载体的方位角度变化值。但就现在所使用 的各类测向仪器来看，对应用于移动载体接收卫星电视的情况分析，都存在着某些不足之 处，为此，我们提出了一种特别适用于在舰船上接收卫星电视的导航仪器——光电磁综合 数字指南(指北)仪。 为了克服上述三类仪器的缺点，发挥它们的优点，本发明提出一种综合型的测航 向仪器，即以第三类仪器中的"阳光数字指南仪——星光数字指北仪"为主体仪器，以第一 类中的电子罗盘或磁罗径为配套仪器，使主体和配套之间成为一个有机的结合体。在晴 天时，由主体仪器担负测航向工作，同时将测得的数据通过主体与配套之间的通讯传输给 配套仪器，由配套仪器中的微处理器(CPU)，将此数据与本身测得的数据进行比较，并测出 0° 360°之间的各个对应差值，将它们储存在配套仪器的存储器中；用配套仪器进行测 量时，应将本身测得的数据再加上对应的差值，再在显示器上显示，使配套仪器也达到了和 主体仪器一样的测量精度，而且不需要再经常靠人工进行校正和标定。这些工作通过软件 自动完成。既方便又可靠，配套仪器原来的缺点得到弥补和改进。同时在雨雪天时，因主体仪器无法使用时，此时完全可以由配套仪器来代替测向任务，这又弥补了主体仪器的缺点。 使精确测量航向的工作，在任何情况下都能进行，而成本又没有增加多少。
图1是"光电磁综合数字指南仪"的结构示意图及原理框图。大框A :代表移动卫 星电视接收系统。大框B :代表"阳光数字指南仪——星光数字指北仪"。大框C :代表"数字 式电子罗盘或数字式磁罗径"。各序号说明如下1、电子罗盘或磁罗径。2、微处理器(CPU)。
3、电源。4、数字显示器。5、阳光数字指南仪一一星光数字指北仪。6、方位传感器信号。7、 PC机。8、控制器。9、方位驱动部件。10、数显表。 本实施例为在舰船上接收卫星电视时，采用光电磁综合方位传感器信号来控制 天线的姿态变化。见图1，由微处理器(CPU) (2)向电子罗盘或磁盘径(1)提供直流5V的激 磁信号，并接收和处理由电子罗盘或磁罗径(1)输出来的感应信号，将其转化成方向数字 信号，储存在存储器内，同时通过通读接口不断地接收到由阳光数字指南仪——星光数字 指北仪(5)发来的同一时刻同一地点的方位信号，将此信号与将者信号进行对应比较，通 过数学运算，求出在O。 360°内所有角度的对应差值，并将其储存在存储器内，并可在 显示器(4)上显示。在天气晴好时，可直接由"阳光数字指南仪——星光数字指北仪"(5) 通过串行RS232向PC机(7)输入方位信号，PC机(7)根据测点的位置计算出移动天线接收 某一颗通信卫星信号的方位角，比较二者信号后，向控制器(8)发出有关指令，控制器(8) 命令方位驱动部件(9)运动由数显表(10)来检测出执行机构电机应转的角度，一方面显示 出这个角度，同时也将这个数据通过RS232串口反馈给PC机(7)，直到二者信号之差达到允 许的误差范围后，PC机(7)停止该控制器(8)发运动指令，天线又恢复到稳定状态。
在阴雨天时，"阳光数字指南仪——星光数字指北仪"(5)不能使用，此时就由经 过修正了的电子罗盘或磁罗径(1)来发挥作用。由(1)实测的方位角度再加上实测的方位 角度，再加上对应的角度差值，作为经过校正后的航向数据，在显示器(4)上显示出来。同 时将此方位传感器的信息(6)通过RS232串口输入各PC机(7)，由(7)来指挥运作对天线 的调整，使之从新进入接入状态。当测试条件随时间地点环境变化时，可由"阳光数字指南 仪——星光数字指北仪"(5)对电子罗盘或磁罗径(1)不断地进行修正和更换，以保持测角 数据的正确性和精确度，这样就不用担心电子罗盘或磁罗径(1)会受到磁场影响而产生较 大的误差，既克服了本身的缺点，又弥补了"阳光数字指南仪——星光数字指北仪"的弱点， 使这种综合性的航向仪器在移动载体上接收卫星电视得到有效的利用。
引正文献 _ 1、CN92231278.8
2、CN94236155. 5
3、CN91101577. 9
4、CN200410071361. 1
5、CN200410014833. X
6、 CN01213494. 权利要求
一种移动载体接收卫星电视的光电磁综合数字指南(指北)仪，它由以天体目标，如太阳、星星等作为基准点的测向仪器和以地磁场感应的测向仪器，二者有机地结合使用，以实现全天候精确测定航向的作用。
2. 根据权利要求1所述的移动载体接收卫星电视的光电磁综合数字指南(指北仪)， 其特征是它可以由阳光数字指南仪——星光数字指北仪和电子罗盘或磁罗径共同组成，后 者必须改装成具有数字显示的功能，由电子罗盘或磁罗径测得的航向数据，与由阳光数字 指南仪——星光数字指北仪测得的航向数据进行比较，并求出O。 360°内的对应差值， 储存起来供电子罗盘或磁罗径使用，即由软件实现将电子罗盘测得的数据加上其对应差 值，作为精确的测定数据在显示器上输出。
全文摘要
本发明为应用于移动载体(各类车、船)上接收卫星电视的一种测定地球正南向或正北向的装置，我们以“阳光数字指南仪-星光数字指北仪”作为主体测向仪器，再以数字磁罗经或数字罗盘仪作为配套测向仪器，将二者有机地结合成一个整体使用，前者具有不受磁场和磁性物质干扰，不需要校差和标定，测量精度高，成本低等优点，而后者能全天后使用，可弥补前者的缺点，在晴天时，由主体担负测向工作，同时将测得的数据通过主体与配套之间的通讯传输给配套仪器，并修正配套仪器的输出误差，将正确的对应数据储存在配套仪器中，这样在阴雨天应用配套仪器时也能获得较精确的测量数据，使测向工作在任何情况下都能正常运行。
文档编号G01C17/34GK101769740SQ20081024259
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者刘明星 申请人:启东欣洋电子有限公司;刘明星