[发明专利]一种稳定的光学方位自动测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开一种稳定的光学方位自动测量装置及其测量方法，涉及船舶航行测量设备领域。本发明公开的稳定的光学方位自动测量装置，包括光学方位仪、伺服调整平台和支撑适配结构件，伺服调整平台采用三轴正交框架结构，三轴正交框架固定在支架式底座上，支撑适配结构件和支架式底座之间滑动配合，支撑适配结构件采用电机驱动伺服调整平台的结构来调整光学方位仪朝向；支撑适配结构件中还包括伺服系统，伺服系统由控制单元、方位传感器、信息处理单元、供电单元和显示单元组成。本发明实现了光学方位仪在恶劣海况下连续实时有效观测，实现了目标方位的全自动观测和精准定位，降低了人为操作的不确定性，保证了光学方位仪的稳定性和数据的准确性。

技术领域

本发明涉及船舶航行测量设备技术领域，尤其涉及一种光学方位自动测量装置及其测量方法。

背景技术

光学方位仪简称方位仪，在航海中用以精确测量目标方位和舷角。目前，所有船舶都配备有光学方位仪，作为船舶目标方位观察的手段之一，由于其独立性和高可靠性，深受船舶驾驶员好评。但是传统的光学方位仪使用时，由于海上情况的复杂性，如遇天气恶劣，海浪较大的情况下，无法在海上全天候进行观测，影响了其正常使用或降低了其观测的精度。因此，需要提供一种能够在恶劣海况情况下实时观测的光学方位仪，从而提高船舶航行安全和数据获取的准确性。

速率陀螺仪是用以直接测定运载器角速率的二自由度陀螺装置，将均衡陀螺仪的外环固定在运载器上并令内环轴垂直于要测量角速率的轴。目前，一般在运载器所需测量的方位上安装速率陀螺仪，若需测量X、Y、Z轴三个方向的角速率时，则在运载器上的不同方位轴上均安装有速率陀螺仪，这样使运载器需较大的尺寸，并有较好的承重量，从而需增强运载器的设计强度和刚度，增加成本。

光学方位仪在使用时常常需要根据不同目标的具体不同方位改变自身朝向，而现有的光学方位仪采用螺纹或螺栓等其他紧固件固定在测量台上，这样就导致改变其朝向或者对其朝向进行微调时需要频繁地拆卸或组装，日积月累造成光学方位仪的机械损伤，影响了使用寿命。现有专利CN205066747U公开了一种光学方位仪，其仪器本体下方设有一环形底座，使仪器本体可在环形底座上转动，并可通过紧固件将仪器本体固定在环形底座上，这样避免了频繁调整光学方位仪朝向而反复拆装带来的机械损耗，但该结构只能调整光学方位仪的朝向；当船舶行驶不稳时，光学方位仪不平稳，产生光学抖动时，该结构并不能保证光学方位仪在恶劣海况下保持连续实时的有效观测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学方位自动测量装置及其制备方法，在不改变原有光学方位仪结构的情况下，通过增加稳定平台设备，保持光学方位仪本体平稳，不产生光学抖动，从而实现光学方位仪在恶劣海况下连续实时有效观测；利用速率陀螺闭环和方位传感器，实现了光学方位仪目标方位的全自动观测和精准定位，降低了人为操作的不确定性，保证了光学方位仪的稳定性和数据的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种稳定的光学方位自动测量装置，包括光学方位仪，所述光学方位仪包括圆形底座和固定在圆形底座上的仪器本体，还包括稳定平台设备，所述稳定平台设备包括伺服调整平台和支撑适配结构件，所述伺服调整平台采用三轴正交框架结构，所述三轴正交框架固定在支架式底座上，所述支撑适配结构件顶端的外圆周处设置有环形滑槽，所述支架式底座的底部设置有与环形滑槽相配合的滑块，所述支撑适配结构件内部的底面中心处设置有电机，所述支架式底座的底面中心安装有固定块，所述固定块贯穿并卡接在所述支撑适配结构件上表面，所述电机上端设置有驱动杆，所述驱动杆与固定块连接；

所述支撑适配结构件还包括伺服系统，所述伺服系统包括控制单元、方位传感器、信息处理单元、供电单元和显示单元，所述控制单元用于发送指令至速率陀螺闭环，对光学方位仪进行工作状态控制；所述信息处理单元实时采集方位传感器的方位信息，并转换成目标的方位角和舷角；所述方位传感器同步感测光学方位仪瞄准的目标方位信息。