[发明专利]一种六分仪测天模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟现实模拟器，特别是一种六分仪测天模拟器的控制方法。 

背景技术

现行的观测天体高度训练主要采用出海实际观测的模式来进行。在能见度良好的天气，船舶航行至某一海域后，即可开展天体高度的实际观测工作。学员首先进行观测前的准备工作，如六分仪的检查规正，指标差的测定、星体的识别等，而后按照天体高度的观测方法进行观测。真实的天体观测高度通过教员观测或利用PDA计算软件获得，该软件可以根据设定的时间间隔不断的计算该时刻的天体高度。教员手持PDA，在整分前不断播报“二十秒准备”、“十秒准备”、“预备—到”等提示口令，并在播报完“预备—到”口令后高声播报出该时刻PDA所显示的天体高度，学员根据教员提示口令，不断的调整自己的观测动作，“到”口令播报的那一瞬间，使被测天体正好与水天线相切，按照六分仪读数方法读出六分仪高度，再与指标差、器差相加，即可得到天体的观测高度，与教员播报的天体真实观测高度相比较，即可发现自己观测高度的误差，以后不断的加以调整，最后达到比较好的观测水平。 

上述的测天训练模式虽然已沿用多年，但是由于对能见度、天气、地域等外部条件要求较高，因此存在着诸多弊端。 

(1)训练实施受昼夜明暗、云雨雾霾因素制约。由于天文航海观测要求天体和水天线同时可见，测星定位只能在晴天早晚曙光期间进行，观测太阳定位只能在晴朗白天太阳高度适中时进行。据近5年海上实习执行情况统计，受阴雨多云天气或水天线不可见等环境条件影响，在69.4%的航行时间内难以正常开展测天训练；90%以上有效测天时段内只适合观 测太阳高度训练，作为天文航海主要定位方法的测星定位技能训练往往难以开展。 

(2)训练科目受地域限制。在低纬度地区，每年有一个或两个时期，太阳的赤纬与测者的纬度之差在2度之内且同名。在此期间太阳上中天前后接近测者天顶，高度可达88度以上，此时可在短时间内观测太阳大高度测定船位。但是对于北半球纬度大于25度的测者来说，观测太阳大高度训练根本无法进行. 

(3)无法开展全天候训练。受天体升降的影响，对于太阳的观测只能选择在晴朗的白天进行；对于观测星体高度来说，由于测星定位只能在水天线与星体同时可见的情况下进行，因此观测星体的时间一般只能选择在晨光昏影时间进行，导致观测时间比较短暂。无法实现任何时间可以对任何天体进行观测的训练。 

(4)人才训练周期过于漫长，训练费用过于昂贵。由于采用比较简单的比对训练方式，无法具体的对学员的观测步骤或动作作出指导，不能保证训练的高效率，使得训练周期比较漫长；由于现行的高度观测训练都是采用出海实地观测，这样燃油、保障、装备维修等费用是一笔很大的支出。 

发明内容

针对以上问题本发明提出了一种室内测天模拟器。 

技术方案1：一种六分仪测天模拟器，其特征在于： 

三轴电子罗盘固定于六分仪架体上面，三轴电子罗盘的其中一轴与望远镜的光轴指向保持一致，用来测量出模拟器的方位、横摇、纵摇三轴姿态，用来确定直射视场的视场中心空间方位及其旋转角；轴角编码器安放在动镜转轴和鼓形轮转轴上面，与三轴电子罗盘信号相融合，用来确定反射视场的视场中心空间方位及其旋转角； 

视场中影像分为两个部分，直射视场影像与反射视场影像，直射视场的中心为望远镜的光轴中心，反射视场的中心由望远镜的光轴指向和固定镜与动镜之间的夹角共同确定，固定镜与动镜之间的夹角由两个轴 角编码器转动的角度求得； 

显示模组装于六分仪上。显示模组包括显示屏及光学组件，用于虚拟星空视景及水天线视景的显示，显示屏分多种分辨率； 

计算单元是内置于六分仪适当位置处的嵌入式计算单元。计算单元通过信号线与轴角编码器、三轴电子罗盘、显示模块相连接，轴角编码器、三轴电子罗盘的信号作为输入信号传递到计算单元中，经过计算单元的处理，生成外部实景的模拟视频，送至显示模组显示。 

技术方案2：如技术方案1所述的一种六分仪测天模拟器，其特征在于：计算单元是外置于六分仪之外的通用计算机。计算单元通过信号线与轴角编码器、三轴电子罗盘、显示模块相连接，轴角编码器、三轴电子罗盘的信号作为输入信号传递到计算单元中，经过计算单元的处理，生成外部实景的模拟视频，送至显示模组显示。 

技术方案3：一种六分仪测天模拟器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤： 

步骤1：设备初始化，计算单元及其外设初始化；初始化显示屏，之后，显示“设备正在初始化”；初始化轴角编码器；初始化三轴罗盘；初始化GPS模块；之后，显示屏显示“设备初始化成功”；