基于天体视位置的航海技能训练辅助系统的制作方法

技术特征：
1.基于天体视位置的航海技能训练辅助系统，其特征在于，包括服务端和终端；服务端包括gnss模块、服务器和无线ap基站；gnss模块安装于露天开阔部位，通过接收导航卫星信号解算出位置及时刻信息，并通过串口传输至服务器；服务器和终端通过无线ap基站上配置的热点建立无线连接；服务器根据定位与授时信息调用地球磁场模型计算当地磁差，调用星历表模型计算被测天体的地心真高度和真方位，并对真高度进行误差反修正得到天体观测高度真值，与日期时刻、天体名称、真方位、磁方位、磁差信息组成报文，通过局域网传输至无线ap基站；基站热点以udp协议实时广播上述报文；终端连接至无线热点后连续接收报文，解析其中的信息并在屏幕上显示，配合按键操作实现辅助训练功能。2.根据权利要求1所述的基于天体视位置的航海技能训练辅助系统，其特征在于，所述gnss模块选用u-blox neo-m8n芯片，支持北斗、gps/qzss和galileo联合定位和星基增强系统，数据语句协议配置为nmea 0183 4.0版。3.根据权利要求1所述的基于天体视位置的航海技能训练辅助系统，其特征在于，所述无线ap基站选用lg-hwap50胖版本；其单台热点可接入的终端设备数量为70个；2.4ghz无线信号水平全向覆盖半径不小于150m。4.根据权利要求1所述的基于天体视位置的航海技能训练辅助系统，其特征在于，服务器为运行windows 7 sp1或更高版本系统的计算机；服务器通过串口接收gnss模块发出的数据，解析其中的经纬度、日期、时刻和定位有效性字段；当数据有效时，调用地球主磁场模型计算当地磁差；调用天文航海星历表模型计算选定天体的地心真高度和真方位，并对折光差、眼高差、视差和半径差误差项进行反修正，得到该天体视高度真值；根据gnss模块定位信息可用性、天体视位置解算数据有效性及远程控制状态进行编码；将报文通过无线ap基站对外广播。5.根据权利要求1所述的基于天体视位置的航海技能训练辅助系统，其特征在于，终端选用的m5stack可编程控制器是基于esp32芯片的高集成度物联网开发套件；该控制器内置2.4ghz wi-fi功能和3d天线，用于连接无线服务热点；集成1块2英寸320
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240像素分辨率的彩色lcd屏，用于显示包括天体视位置在内的辅助训练信息；提供3个实体按键用于指标差器差输入、工作状态切换以及其它人机交互操作；加装底壳和表带用于手腕佩戴，实现可穿戴形态；type-c usb接口用于编程下载，且兼容5v充电方案。6.根据权利要求1所述的基于天体视位置的航海技能训练辅助系统，其特征在于，终端工作流程：单击终端电源键开机后，程序初始化，先引用esp32的wifiudp、m5stack和display_ch头文件后，通过lcd.begin函数启动屏幕并调用lcd.setbrightness函数将其亮度设为中档，speaker.mute函数使扬声器静音，displaych.loadhzk16函数加载汉字库，绘制顶端标题栏文字、图像、wifi信号标识、电池电量及充电状态；连接服务热点并判定服务状态有效后，接收广播报文并解析其中的日期时刻、时区、天体索引、天体真高度、真方位、磁方位、磁差和眼高信息，按布局分区显示在屏幕上，同时将服务端状态编码报文和终端自身工作状态汇总成系统服务状态，在屏幕状态显示区以不同字符和颜色显示；连续接收报文并刷新显示期间，对a、b和c键这3个物理按键进行中断响应；若按下a键，则进入“i s”值装定状态，此时按b键将其值递增0.1
′
，按c键将其值递减0.1
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，再次按a键结束装定，程序将广播报文中的天体视高度真值减去“i s”值得到所用六分仪的观测高度准确值，六分仪读数与该值之差即观测误差；若按下b键，则在天体视位置连续更新显示与锁定显示状态之间
切换，锁定显示状态旨在方便学员每次观测完毕时将六分仪高度与终端所示准确值进行比对；若按下c键，则显示的天体方位值在真方位与磁方位之间切换，真方位用于辅助测定陀螺罗经差，磁方位用于辅助校正磁罗经自差训练；运行过程中能够随时双击终端电源键关机，或者由服务端统一执行“关机”指令远程控制所有在线的终端关机。

技术总结
本发明公开了基于天体视位置的航海技能训练辅助系统，属于航海教学训练技术领域。本发明采用GNSS(全球导航卫星系统)模块定位授时、服务器解算天体视位置(视高度与真方位)和磁差、无线网络播发报文、手表式终端接收显示的方式，构建航海技能训练辅助系统，支持天体视高度、真方位和罗方位的实时读取及按需锁定显示，实时、自动地为航海技能训练提供观测基准值，且将观测基准值的获取途径由强制收听改为按需查看，增强多组学员观测训练的独立性，利于因材施教，提高训练效率，改善训练效果。改善训练效果。改善训练效果。


技术研发人员：马海瑞 徐轩彬 周爱军 李明海 郑振宇 周红进 兰国辉 胡宏灿
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军大连舰艇学院
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/3/3