一种定向方法及装置

技术特征：
1.一种定向方法，其特征在于：设置一个数字光学成像装置，其中包括感光器件、镜头和gnss接收机，使天体在感光器件上成像；实现方式包括在数字光学成像装置中设置镜头，镜头的光轴穿过感光器件的几何中心，使得天体能够在一个感光器件上成像；然后使用gnss接收机对当前位置进行定位，并得到精确的时间；计算该时刻天体的精确方位角，此时感光器件上天体的成像位置位于天体方位与感光器件的几何中心的连线延长线上，通过精确提取天体成像位置，从而精确地确定装置的摆放方位，得到北向。2.根据权利要求1所述一种定向方法，其特征在于：读取感光器件的成像结果，进行二值化，调整二值化的阈值，直到白色值缩为一个区域，该区域即为天体的成像，求得该区域的质心，质心坐标(xi,yi)即为天体成像中心坐标，天体在xoy坐标中的角度b＝arctan(yi/xi) (y<0)*180；同时读取gnss接收机的输出结果，从中提取当前的时间和位置信息，根据时间和位置信息，调用预存的根据当前位置和时间计算天体方位角、高度角的算法，得到当前天体的方位角a；根据当前所处位置的纬度确定北半球还是南半球，分别用下列公式得到目标的方位：在北半球，c＝a-b 180-e在南半球，c＝a-b-180-e最后将结果归化到0-360度，c＝(c 360)mod 360，c就是目标的方位角；其中e值为系统安装误差。3.根据权利要求2所述一种定向方法，其特征在于：进行系统误差的校正，实现方式为，先设置e＝0，在一个水平的操作台上，用陀螺寻北仪作为辅助，安装一根校准件，其方向为正北，将数字光学成像装置的外壳的水平长边贴紧校准件，计算c值，此时正确的c应为0，故此时测量到的c值是系统安装误差，将c当作e存储起来，完成校准。4.一种定向装置，其特征在于：包括感光器件、全景镜头、三轴倾角传感器、gnss接收机、计算单元、存储单元、显示单元、供电单元和外壳，全景镜头的光轴垂直于感光器件的感光面，焦距调至接近无限远，使天文目标清晰成像，全景镜头光轴与感光器件的交点坐标作为原点o，感光器件的两个边作为坐标轴，在感光器件上建立平面直角坐标系xoy；三轴倾角传感器与感光器件、外壳刚性连接，三轴倾角传感器的两个轴x’、y’分别平行于建立的平面直角坐标系xoy的x、y轴，外壳上具有瞄准器，oy轴与瞄准器以及外壳的一个边平行，这个边作为测量边；供电单元、gnss接收机、三轴倾角传感器、感光器件、存储单元、显示单元，分别通过各自的电气接口接在计算单元上。5.根据权利要求4所述一种定向装置，其特征在于：所述感光器件采用ccd或者cmos。6.根据权利要求4所述一种定向装置，其特征在于：所述镜头采用180度全景镜头。7.根据权利要求4所述一种定向装置，其特征在于：设置巴德膜，所述巴德膜置于镜头前，支持选择遮盖镜头或者打开。8.根据权利要求4或5或6或7所述一种定向装置，其特征在于：用于实现如权利要求1至3任一项所述的一种定向方法。

技术总结
本发明提供一种定向方法及系统，设置一个数字光学成像装置，其中包括感光器件、镜头和GNSS接收机，使天体在感光器件上成像；实现方式包括在数字光学成像装置中设置镜头，镜头的光轴穿过感光器件的几何中心，使得天体能够在一个感光器件上成像；然后使用GNSS接收机对当前位置进行定位，并得到精确的时间；计算该时刻天体的精确方位角，此时感光器件上天体的成像位置位于天体方位与感光器件的几何中心的连线延长线上，通过精确提取天体成像位置，从而精确地确定装置的摆放方位，得到北向。本发明提供的寻北设备轻便，寻北工作快速而且精确，同时兼顾成本低以及精度高。同时兼顾成本低以及精度高。同时兼顾成本低以及精度高。


技术研发人员：张涛 邹进贵
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/29