陀螺经纬仪的自动化改造系统设计

论文摘要

由于不受天气及通视条件的限制,陀螺定向技术在许多领域得到了广泛的应用。但是普通机械光学式陀螺经纬仪在定向过程中普遍存在劳动强度大,定向时间长等问题,因此,如何在保证精度的情况下,减小劳动强度、提高定向速度,是一个值得研究的问题。本论文在分析了陀螺运动状态方程的的基础上,引入了一种新的定向方法——定时跟踪法,并通过实验对该方法加以验证,实验结果表明,该方法不仅可以提高测量的精度,还可以大大提高测量的速度。基于定时跟踪法,在不改变普通陀螺经纬仪内部结构的基础上,将光电信息技术和陀螺理论相结合,设计出陀螺经纬仪的自动化改造方案。本课题研究内容包括:(1)本文重点研究了陀螺运动状态方程,分析了定时跟踪法的原理和方法,并用实验证明该方法的可行性及其适用范围。(2)基于定时跟踪法,将CCD传感器、单片机、伺服电机等光电信息技术引入该系统,设计了陀螺经纬仪的自动化改造方案。(3)对陀螺经纬仪自动化系统所需的硬件结合具体要求进行了选型,同时对系统的硬件电路进行了设计。(4)编写了系统的数据处理模块,初步完成了该系统光标自动跟踪的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 陀螺经纬仪国内外的研究进展
• 1.2 课题意义
• 1.3 本课题研究的基本内容和工作
• 2 陀螺经纬仪自动化系统设计原理
• 2.1 陀螺经纬仪工作原理
• 2.2 定时跟踪法
• 2.3 陀螺经纬仪自动化改造系统组成
• 3 系统各硬件选型
• 3.1 CCD选型
• 3.2 光学系统设计
• 3.3 单片机选型
• 3.4 电机选型
• 4 系统硬件电路设计
• 4.1 CCD驱动电路设计
• 4.2 CCD视频信号的二值化处理
• 4.3 单片机的二值化数据采集电路
• 5 系统软件设计
• 5.1 数据采集程序设计
• 5.2 二值化数据处理
• 5.3 电机控制程序
• 6 结论与展望
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果及学习经历
• 参考文献