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專利名稱：一種基于船載衛(wèi)星電視接收裝置實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)功能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于船載衛(wèi)星電視接收裝置實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)功能的方法。
背景技術(shù)：
羅經(jīng)是提供方向基準(zhǔn)的儀器，船舶用以確定航向和觀測(cè)物標(biāo)方位。目前大致有磁羅經(jīng)、電羅經(jīng)和GPS羅經(jīng)三種羅經(jīng)。磁羅經(jīng)價(jià)格便宜，但易受地礦磁場(chǎng)、渦流、天電等環(huán)境因素的影響，精度差，誤差一般在2° 3°以上，有時(shí)甚至高達(dá)10° 20°以上，校差很麻煩，且受緯度自差的影響不易校正，安裝要求高，讀數(shù)不方便，不便與其他導(dǎo)航儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，裝有磁羅經(jīng)的鐵殼船，船殼易被磁化，需定時(shí)去磁。電羅經(jīng)經(jīng)度雖然能達(dá)到1° 2°，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，造價(jià)昂貴，啟動(dòng)陀螺儀時(shí)使其達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)所需時(shí)間較長(zhǎng)，一般在I 4小時(shí)內(nèi)才能投入使用。這類儀器的運(yùn)行是在高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)下進(jìn)行的，所以承受高速運(yùn)動(dòng)的軸和軸承都易磨損和損壞，更換成本高。而GPS羅經(jīng)信號(hào)易受電離層、衛(wèi)星干擾，不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用成熟的衛(wèi)星通信及定位技術(shù)，充分利用衛(wèi)星電視天線能不斷地搜索衛(wèi)星信號(hào)最強(qiáng)的位置，控制天線轉(zhuǎn)動(dòng)，使得天線中心軸在船舶行駛過(guò)程中始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，其誤差小于0.5°，精確度很高的特性，提供一種生產(chǎn)成本低，利于普及的實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)功能的方法。一種基于船載衛(wèi)星電視接收裝置實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)功能的方法，包括如下步驟:步驟1、船舶上裝設(shè)衛(wèi)星電視接收裝置，基于該衛(wèi)星電視接收裝置中天線既有的功能自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，已知該衛(wèi)星所在的靜止軌道上的位置，其經(jīng)緯度為(O1, 9 !> ；步驟2、接收船舶GPS定位系統(tǒng)獲得的當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度為(o, 0 );步驟3、計(jì)算船舶衛(wèi)星電視拋物面天線的方位角，所述的拋物面天線的方位角就是旋轉(zhuǎn)拋物面天線的軸線在水平面的投影與正南方向的夾角AZ，AZ=arccot[sin 0 Xcos A ]，其中Ao= | w - o i |，衛(wèi)星所在的靜止軌道上的位置，其經(jīng)緯度為(O1, 0 1> 當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度為(Q );步驟4、將AZ角順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°得到船艏與正北方向的夾角HDT，HDT = AZ +180°，并將該結(jié)果直接在船載導(dǎo)航儀器的顯示終端顯示，實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)的功能。由于自動(dòng)衛(wèi)星天線可以對(duì)行駛中的船載衛(wèi)星電視接收方向的變化做出敏感性的反映，不斷地搜索衛(wèi)星信號(hào)最強(qiáng)的位置，當(dāng)搜索到信號(hào)最強(qiáng)的位置時(shí)，控制天線轉(zhuǎn)動(dòng)，使得天線中心軸在船舶行駛過(guò)程中始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，其誤差小于0.5°，精確度很高。本發(fā)明基于成熟的衛(wèi)星通信及定位技術(shù)，充分利用同步衛(wèi)星和自動(dòng)衛(wèi)星天線的這些特性，在船上安裝衛(wèi)星電視天線接收裝置，通過(guò)自動(dòng)衛(wèi)星天線捕捉同步衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的位置，自動(dòng)將天線中心軸對(duì)準(zhǔn)該方向，確保天線在船舶行駛過(guò)程中始終與衛(wèi)星對(duì)準(zhǔn)；再利用船載GPS的地理經(jīng)緯度信息，計(jì)算出衛(wèi)星天線的方位角(即船艏與正南方向的夾角)，從而推算出船艏與正北方向的夾角，實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)的功能，為我國(guó)水路交通運(yùn)輸?shù)木唧w實(shí)踐提供實(shí)際的需求。本發(fā)明可全天候工作，使用壽命長(zhǎng)，不易磨損，安裝之后基本不需要維護(hù)，在實(shí)際應(yīng)用中更具有普遍推廣性,且生產(chǎn)成本低,利于普及。


圖1為地面船頭上安裝的衛(wèi)星接收天線與同步衛(wèi)星的相對(duì)位置示意圖；圖2為本發(fā)明的工作流程示意圖。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為地面船頭上安裝的衛(wèi)星接收天線與同步衛(wèi)星的相對(duì)位置示意圖，S點(diǎn)為赤道上空同步衛(wèi)星所在的靜止軌道上的位置，其經(jīng)緯度為(O1, 0 ；0點(diǎn)為地球的地心;M點(diǎn)為S與0的連線與地面的交點(diǎn)，稱為星下點(diǎn)；P點(diǎn)為地面上衛(wèi)星信號(hào)的接收點(diǎn)，即船舶衛(wèi)星電視天線接收裝置的安裝位置，也就是船舶所在位置，其經(jīng)緯度為(《, 9 )，P點(diǎn)地理經(jīng)度與衛(wèi)星軌道位置經(jīng)度之差A(yù)o= I O-O1I。如圖2所示，本發(fā)明一種基于船載衛(wèi)星電視接收裝置實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)功能的方法，包括如下步驟:步驟1、船舶上裝設(shè)衛(wèi)星電視接收裝置，基于該衛(wèi)星電視接收裝置中天線既有的功能自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，已知該衛(wèi)星所在的靜止軌道上的位置，其經(jīng)緯度為(O1, 9 !> ；步驟2、接收船舶GPS定位系統(tǒng)獲得的當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度為(o, 0 );步驟3、計(jì)算船舶衛(wèi)星電視拋物面天線的方位角，所述的拋物面天線的方位角就是旋轉(zhuǎn)拋物面天線的軸線在水平面的投影與正南方向的夾角，即圖1中的AZ角，AZ=arccot[sin 0 Xcos A ]，其中Ao= | w - o i |，衛(wèi)星所在的靜止軌道上的位置，其經(jīng)緯度為(O1, 0 1> 當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度為(Q );步驟4、將AZ角順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°得到船艏與正北方向的夾角HDT，HDT = AZ +180°，并將該結(jié)果直接在船載導(dǎo)航儀器的顯示終端顯示，實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)的功能。提高羅經(jīng)精準(zhǔn)度的關(guān)鍵在于天線必須嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。而本發(fā)明中的衛(wèi)星電視天線能夠隨時(shí)捕捉同步衛(wèi)星信號(hào)最強(qiáng)的方向，并立即自動(dòng)將天線中心軸對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。當(dāng)它捕捉到同步衛(wèi)星信號(hào)最強(qiáng)的方向時(shí)，誤差小于0.5°。所以使用此類天線制作羅經(jīng)能確保很高的精確度。使用本發(fā)明的羅經(jīng) 可以與其他船載導(dǎo)航儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，用戶可以直接在船載導(dǎo)航儀器的顯示終端查看船艏與正北方向夾角HDT或羅盤(pán)指針示意圖。以上所述，僅是本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于船載衛(wèi)星電視接收裝置實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)功能的方法，其特征在于包括如下步驟:步驟1、船舶上裝設(shè)衛(wèi)星電視接收裝置，基于該衛(wèi)星電視接收裝置中天線既有的功能自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，已知該衛(wèi)星所在的靜止軌道上的位置，其經(jīng)緯度為(O1, 0 !> ； 步驟2、接收船舶GPS定位系統(tǒng)獲得的當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度為( , 0 ); 步驟3、計(jì)算船舶衛(wèi)星電視拋物面天線的方位角，所述的拋物面天線的方位角就是旋轉(zhuǎn)拋物面天線的軸線在水平面的投影與正南方向的夾角AZ,AZ=arccot[sin 0 XcosA w]，其中Ao= I W-O1I，衛(wèi)星所在的靜止軌道上的位置，其經(jīng)緯度為(O1, G1),當(dāng)前船舶的經(jīng)緯度為(0 ); 步驟4、將AZ角順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°得到船艏與正北方向的夾角HDT，HDT = AZ + 180。，并將該結(jié)果直接在船 載導(dǎo)航儀器的顯示終端顯示，實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)的功能。
全文摘要
本發(fā)明一種基于船載衛(wèi)星電視接收裝置實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)功能的方法，在船上安裝衛(wèi)星電視天線接收裝置，通過(guò)自動(dòng)衛(wèi)星天線捕捉同步衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的位置，自動(dòng)將天線中心軸對(duì)準(zhǔn)該方向，確保天線在船舶行駛過(guò)程中始終與衛(wèi)星對(duì)準(zhǔn)；再利用船載GPS的地理經(jīng)緯度信息，計(jì)算出衛(wèi)星天線的方位角。即船艏與正南方向的夾角，從而推算出船艏與正北方向的夾角，實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)的功能，為我國(guó)水路交通運(yùn)輸?shù)木唧w實(shí)踐提供實(shí)際的需求。
文檔編號(hào)G01C17/00GK103105163SQ20131001143
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者李海博, 鄭麗欽 申請(qǐng)人:廈門(mén)新諾科技有限公司