一種方位校正方法及應用

錢增波

摘要：隨著國際形勢的發展，對裝備的高機動性能的要求越來越高，使用國產化的BD設備實現裝備的尋北功能是大勢所趨。

關鍵詞：方位校正;尋北;應用

1概述

每型裝備都配有一套尋北設備，如陀螺尋北儀、GPS、BD設備等。尋北的方法也很多，老型裝備一般采用陀螺尋北儀、GPS來實現尋北功能，但如今隨著國際形勢的發展，且對裝備的高機動性能的要求越來越高，使用國產化的BD設備來實現裝備的尋北功能是大勢所趨，且BD設備能夠獲取高精度的時間、位置和方位基準信息，實現了裝備高機動演練后及時修正方位的功能。

2設備組成

設備主要由尋北天線、抗干擾天線、導航服務器、BD設備主機，以及連接尋北天線、抗干擾天線和BD設備主機的射頻電纜組成。

3工作原理

BD設備主機、導航服務器、抗干擾天線、尋北天線及線纜等，連接框圖見1。

BD設備的兩副尋北天線接收BD衛星信號，通過射頻電纜將射頻信號送入BD主機的尋北處理模塊進行尋北處理，接收BD尋北信息。抗干擾天線接收BD衛星信號，通過射頻電纜將射頻信號送入BD主機定位授時模塊進行定位授時處理，輸出高精度的經緯度、時間和位置等信息，見圖2。

通過導航服務器對終端人機交互軟件適應性改進，在不改變原終端技術狀態條件下，實現BD設備的顯示、控制功能，也可實現陀螺尋北儀和BD尋北功能。

4尋北方法

4.1陀螺尋北儀尋北方法

未安裝BD設備的裝備，一般都使用陀螺尋北儀來進行方位校正，方法如下：裝備供電后，按技師級登錄，首先在裝備終端界面（或配發的手持GPS中）查看“本地緯度”，填入陀螺尋北儀的操作界面（圖3）中A處，點擊啟動尋北儀按鈕，尋北儀開始自動尋北，此時伺服控制系統的校北程序先將緯度數據發送給尋北儀，約20秒后再自動發送尋北儀尋北命令。此時在尋北儀的控制面板上，緯度顯示區的數碼管顯示監控臺發送的緯度值，在角度顯示區的數碼管顯示“-”，表示尋北儀已開始工作，約3分鐘后數碼顯示出尋北值即傳送到陀螺尋北儀的操作界面（圖3）中C處。在操作界面中點擊“讀基準刻度”，則在“方位電機零點值”（圖3）中D處顯示，其中“校準值及符號”為工廠出廠前的機械安裝方位誤差值，可查相關文件后填入。最后點擊“確定”鍵，方位校準值即伺服系統需要最終校準的真北值，在“計算結果”中B處顯示。將B值鍵入“人工手動尋北”區（圖3），點擊發送鍵，將數據傳輸給方位數據產生組件中實現校北功能。天線北向值=尋北儀數據+90-方位電機零點值+校準值，即B=C+90-D+E。例：C=61.77°，D=118.52°，E=-3.32°，則天線北向值B=29.93°。

陀螺尋北儀工作時，對天線座車有一定的穩定度要求，因此在大風作用下天線反射面抖動，影響尋北精度。

4.2 BD設備尋北方法

使用BD設備進行方位校正時，僅需將尋北角度值為N，與終端掃描線指示值為Z，相差值?=Z-N，將相差值?填入（圖3）“人工手動尋北”中，點擊“手動發送”按鈕，及時觀察終端掃描線位置，即為天線北向值。

4.3人工尋北方法

當陀螺尋北儀損壞或者未安裝GPS、BD設備時，也可人工手動尋北，方法如下。在“人工手動尋北”中輸入所要的校準方位值，即根據準確地標進行修正的真正方位值。點擊“手動發送”鍵，發送校準方位值。如果出現方位偏差時，在“人工手動尋北”直接進行修正。例如錄取終端顯示出的地標方位是K°，偏小了4°，則在“人工手動尋北”中輸入（K+4）°發送出去即可。方位出現偏差時可直接在人工手動尋北中進行修正，根據偏差值來計算并且填入“人工手動尋北”中，手動發送即可。

5結論

由上述方法可得出，在未知地標的陌生環境下，裝備使用BD設備進行方位校正時，耗時短，精度高，能夠迅速實現裝備高機動演練后及時修正方位功能。

參考文獻：

[1]郭金運，李成堯.單自由度陀螺尋北儀尋北數學模型研究，四川測繪，1995，18（3）：110-113.

[2]郭金運，李成堯.單自由度陀螺尋北儀定向原理及其運動規律的研究，礦山測量，1994，2（2）：40-44.

[3]楊軍，曹沖.我國北斗衛星導航系統應用需求及效益分析，武漢大學學報，信息科，2004，29（9）：775-778.