技術領域

本發(fā)明涉及一種尋北裝置及方法，尤其涉及一種利用電子磁羅盤初步定位的擺式陀螺尋北儀快速全方位尋北裝置及方法。

背景技術

擺式陀螺尋北儀為高精度定向設備，通過陀螺擺敏感地球自轉角速度的方式確定真北方位。為實現(xiàn)尋北，陀螺擺通過一恒彈性金屬絲吊掛于伺服跟蹤裝置上，下掛點位于擺的質心上方，從而構成一質心下移的擺式結構。當陀螺工作時，由于測點地球自轉角速度水平分量及重力的作用，在無阻尼條件下，陀螺擺將繞地垂線對稱于子午面(北向)擺動，光學傳感器測量出陀螺擺的運動，通過自動阻尼跟蹤方式，陀螺擺將會被快速穩(wěn)定至測點子午面內(北向)。此時伺服跟蹤裝置也位于北向基準位置，通過碼盤和直角棱鏡等裝置可將北向基準信息直接傳遞至相關基面或基線。專利號為ZL200810146912.4的發(fā)明專利公開了一種擺式陀螺尋北儀尋北測量方法，但是其需要將陀螺擺H軸架設到北向附近才能實現(xiàn)快速尋北。若將擺式陀螺尋北儀任意方位架設，其陀螺擺H軸沒有朝向北向附近，將會出現(xiàn)在規(guī)定的時間內尋北任務不能完成或尋北精度超差的現(xiàn)象。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種擺式陀螺尋北儀全方位尋北裝置及方法，不受擺式陀螺尋北儀架設方位的限制，將擺式陀螺尋北儀以任意方位架設調平后，即可實現(xiàn)尋北步驟。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的擺式陀螺尋北儀全方位尋北裝置，包括擺式陀螺尋北儀，所述擺式陀螺尋北儀包括陀螺擺H軸，還包括：

電子磁羅盤，實現(xiàn)大致真北方向的確定；

電路組件，電連接所述電子磁羅盤和所述擺式陀螺尋北儀；

伺服跟蹤裝置，包括：

減速旋轉機構；

絕對光柵碼盤；以及

驅動伺服機構；

其中，所述驅動伺服機構的輸出軸與所述減速旋轉機構的輸入軸連接，所述減速旋轉機構的輸出軸與所述陀螺擺H軸和所述絕對光柵碼盤輸入端相連接，所述絕對光柵碼盤的輸出端與所述驅動伺服機構的輸入端電連接；以及

控制模塊，與所述擺式陀螺尋北儀和所述伺服驅動機構電連接；

其中，所述伺服跟蹤裝置根據(jù)所述控制模塊的控制信號將所述陀螺擺H軸旋轉至所述大致真北方向。

上述的擺式陀螺尋北儀全方位尋北裝置，其中，所述減速旋轉機構包括減速機構和密珠軸系，所述減速機構的輸入軸是所述減速旋轉機構的輸入軸，所述密珠軸系的輸出軸是所述減速旋轉機構的輸出軸，所述減速機構的輸出軸與所述密珠軸系的輸入軸相連接。

上述的擺式陀螺尋北儀全方位尋北裝置，其中，所述驅動伺服機構包括相互電連接的驅動電路和測速伺服電機，所述驅動電路驅動所述測速伺服電機，所述測速伺服電機反饋速度信號至所述驅動電路。

上述的擺式陀螺尋北儀全方位尋北裝置，其中，所述電路組件包括使所述擺式陀螺尋北儀給所述電子磁羅盤供電的DV24V/DC5V電源轉換模塊和實現(xiàn)所述擺式陀螺尋北儀與所述電子磁羅盤之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)腞S-232通訊模塊。

采用上述的擺式陀螺尋北儀全方位尋北裝置的一種擺式陀螺尋北儀全方位尋北方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：所述控制模塊通過所述電路組件向所述電子磁羅盤發(fā)送尋北信號，所述電子磁羅盤實現(xiàn)所述大致真北方向的確定并將所述大致真北方向角度信號通過所述電路組件傳輸至所述控制模塊；

步驟2：所述控制模塊讀取所述擺式陀螺尋北儀的所述陀螺擺H軸的角度信號并與所述大致真北方向角度進行比較得到H軸偏北角θ；

步驟3：所述控制模塊根據(jù)所述H軸偏北角θ輸入信號至所述驅動伺服機構，所述驅動伺服機構帶動所述減速旋轉機構，所述減速旋轉機構帶動所述陀螺擺H軸旋轉；

步驟4：所述絕對光柵碼盤反饋所述陀螺擺H軸旋轉角度信號至所述驅動伺服機構直至所述陀螺擺H軸旋轉至所述大致真北方向；

步驟5：所述擺式陀螺尋北儀進行尋真北步驟。

上述的擺式陀螺尋北儀全方位尋北方法，其中，所述大致真北方向的范圍為真北±15°。

上述的擺式陀螺尋北儀全方位尋北方法，其中，所述步驟3包括：

所述控制模塊判斷所述H軸偏北角θ是否屬于0度至180度；如果是，所述控制模塊輸入控制信號使所述陀螺擺H軸順時針旋轉θ角度；如果不是，所述控制模塊輸入控制信號使所述陀螺擺H軸逆時針旋轉360-θ角度。