罗经光学方位仪模拟系统设计研究.pdf

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1、Vol．３４No．６舰船电子工程总第２４０期７２ShipElectronicEngineering２０１４年第６期磁罗经光学方位仪模拟系统设计研究刘敏林刘伯运（海军工程大学动力工程学院武汉４３００３３）摘要为了解决光学方位仪在实际室内模拟训练时的使用问题，设计了罗经光学方位仪模拟系统。通过该模拟系统能够实现观测水平目标和非水平目标的功能，并且可以配合其它设备一起使用，达到准确地显示出目标的方位角等与真实使用时完全一致的参数目的。关键词罗经；光学方位仪；模拟系统中图分类号TN９３７．４DOI：１０．３９６９／j．issn１６７２‐９７３０．２０１４．０６．０１８Researchan

2、dDesignofCompassOpticalAzimuthDeviceSimulationSystem１２LIUMinlinLIUBoyun（CollegeofPowerEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan４３００３３）AbstractInordertosolvetheindoorsimulationtrainingofopticalazimuthdevice，thecompassopticalazimuthdevicesimulationsystemisdesigned．Thesimulationsystemcanrea

3、lizethegoalofobservationlevelandtheleveloftargetfunction，andcanbeusedwithotherequipment，toachieveaccurateshowstargetazimuthandtruewhenusingidenticalparameters．KeyWordscompass，opticalazimuthdevice，simulationsystemClassNumberTN９３７．４到准确地显示出目标的方位角等与真实使用时完１引言全一致的参数目的。罗经光学方位仪模拟系统设计主要目的是为本罗经光学方位仪模拟系

4、统是在原有光学方了解决光学方位仪在实际室内模拟训练时的使用位仪的基础上进行改造，使用原光学方位仪的所有问题。由于光学方位仪在实际航海使用过程中是机械结构，去除其内部所有光学系统，在其内部安为了观测远距离目标或星体，因此其光学系统为望装新光学系统及视景显示芯片，并在罗经和反射支远系统，而在室内模拟训练过程中，是使用近距离架上加装精确测角装置，同时增加光学方位仪与主视景来模拟远距离目标，而原有光学方位仪对于近控及视景计算机间的接口，通过主控计算机控制完［４～６］距离视景无法进行观测，因此，为解决上述模拟训成模拟真实使用情况的目的。练中存在的实际问题，设计本模拟系统。本模拟系统与其它设

5、备配合完成整个模拟系统的室内模拟测试。系统硬件示意图如图１所示。２系统设计本模拟系统的技术难点是在原有光学方位仪本光学方位仪模拟系统将为被测试人员提供上进行改造，这样严格限制了模拟系统的结构尺与真实使用情况完全一致的光学方位仪功能，通过寸，使整体设计难度大大增加，主要是光学系统的本模拟系统能够实现观测水平目标和非水平目标设计难度增加，在保证原有光学技术指标的同时还［１～３］的功能，并且可以配合其它设备一起使用，达要考虑光学系统像面尺寸要与高分辨率图像显示磁收稿日期：２０１３年１２月９日，修回日期：２０１４年１月２３日作者简介：刘敏林，男，硕士，副教授，研究方向：舰船电子技术设计，

6、系统建模与仿真和虚拟现实技术。刘伯运，男，博士，讲师，研究方向：舰船电子技术设计，仿真和虚拟现实技术。２０１４年第６期舰船电子工程７３芯片尺寸吻合以及结构尺寸。保证光学系统的尺灰度级：辰２５６级寸不能与其它元器件发生干涉，最主要的是要保证视场：单视场（暂定４０°，可根据实际情况设计）光学系统的成像质量，由于上述多方面的限制因素图像非均匀性＜２％使光学系统的设计难度大大增加；同时电器元器件图像综合质量：畸变：＜２％；各种像差弥散：的选择，控制电路的开发设计、机械结构的总体设０．３像元；不平行度＜０．１′；［７～８］计等为了尽可能减小尺寸，难度都大大增加。无拖尾现象，无像元漂移；输入

7、信号：VGA工作寿命：＞５００００小时。３光学系统指标的确定３．１耦合系统出瞳距的确定由于本模拟系统是直接与人眼对接，在综合考虑机械结构空间、光学设计难度适中等因素后，最终确定光学耦合系统的出瞳距为１０mm。１．新光学系统；２．原机械结构；３．图像显示芯片；４．驱动电３．２耦合系统出瞳孔径的确定路；５．罗经水准及方位接受装置；６．保护窗口（原系统物在一般情况下人眼的瞳孔直径为２mm～８mm，镜）；７．反射镜支架测角装置；８．反射镜支架；９．反射镜测结合本模拟系统的实际使用情况，本