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陆军战场天文定位定向数据处理系统的开发

作　者: 谢东兴
导　师: 唐广；李建春
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 陆军战场天文定位定向数据处理
分类号: E83
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着现代战争模式的转变,以大规模电子压制为先导的电子信息战,将使缺乏电子对抗与反对抗的作战方总是处于被动挨打的不利局面。在这种战争条件下,卫星和无线电设备易受到干扰和破坏,因此我们在发展高技术武器装备的同时,还应当注意利用传统的理论和方法,使其能相互补充,创新陆军测绘保障作业的方法。本文撰写的目的是解决在陆军测绘保障作业中,如何利用观测天体进行定位定向的传统理论为连测战斗队形和控制测量提供起始数据。在多天体等高法定位定向时,我们要进行先期的选星工作,这样对我们测量增加了繁琐的工作量,并且选星好坏对测量的精度有着重要的影响,并提出利用模糊逻辑选星理论来提高测量精度和速度。论文首先分析了国内外在天文定位定向方面的最新研究成果和动态。然后,针对天文观测时利用单天体、两天体、多天体三种条件,分四种情况讨论了天文定位定向作业的方法。主要是研究天体投影在天球上坐标的表示方法、坐标之间的关系,并介绍和陆军战场天文定位定向密切相关的基础知识,包括天体的识别、天球上的坐标系、战场天文测量常用的球面三角形、陆军战场天文观测中时间的比对和换算以及陆军战场天文测量时使用的主要观测仪器和计时仪器。最后利用Visual Basic平台开发了陆军测绘保障天文定位定向系统,将选星、测星、解算的过程在计算机的控制下完成,提高了作业效率。本文运用天文定位定向方法和计算机相结合,将其应用到我军的战场定位定向中,并用VB语言开发了相应的数据处理系统,目的是解决战时卫星和惯性的弱点可能对我军战场定位定向保障难题。将天文定位的方法应用于战场测绘保障领域,并初步实现了同步定位定向;对影响天文定位定向精度和速度的作业手段、作业时机、作业装备的使用进行了分析,提出更科学的作业方法。本文利用高精度电子经纬仪连接计算机进行天文定位定向测量,改变了传统的天文测量作业模式,实现了操作的简单化与数据记录的自动化以及解算的实时化。新方法在作业速度和精度方面都比传统作业方法有了较大的进步。结论是通过传统理论和现代信息技术的结合,提高作业的精度和速度,天文定位定向是可以成为陆军测绘保障中获取起始数据的重要补充手段。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究动态及发展趋势  10-13
    1.2.1 国外天文定位技术发展应用及理论研究  10-11
    1.2.2 国内天文定位技术发展概况  11-13
第二章陆军战场天文定位的测量基础  13-21
  2.1 天体的识别  13-14
    2.1.1 星座、星名  13
    2.1.2 星图、星表及如何使用  13-14
  2.2 天球上的三种坐标系  14-16
    2.2.1 地平坐标系  14-15
    2.2.2 赤道坐标系  15
    2.2.3 黄道坐标系  15-16
  2.3 陆军战场天文测量常用的球面三角形  16-17
  2.4 陆军战场天文观测中时间的比对和换算  17-21
    2.4.1 守时  17-19
    2.4.2 平时和恒星时换算  19-21
第三章战场天文定位定向主要方法  21-45
  3.1 天文测定经度  21-24
    3.1.1 天文测定经度的主要方法  21-22
    3.1.2 天文测定经度误差分析和最有利观测条件  22-24
  3.2 天文测定纬度  24-25
    3.2.1 天文测定纬度的主要方法  24-25
    3.2.2 天文测定纬度误差分析和最有利观测条件  25
  3.3 天文测定方位角  25-27
    3.3.1 天文测定方位角的主要方法  25-26
    3.3.2 天文测定方位角误差分析和最有利观测条件  26-27
  3.4 天文测量同时定位定向  27-45
    3.4.1 单天体高度法定位定向  27-30
    3.4.2 两天体高度法定位定向  30-33
    3.4.3 多天体等高法定位定向  33-38
    3.4.4 多天体高度法定位定向  38-43
    3.4.5 天文测量同时定位定向使用时机  43-45
第四章提高天文定位定向精度和速度的措施  45-49
  4.1 影响观测精度的因素  45
  4.2 利用模糊逻辑选星提高测量精度  45-47
    4.2.1 星等的优劣性判断  46
    4.2.2 方位的优劣性判断  46
    4.2.3 高度的优劣性判断  46-47
    4.2.4 选星模型的建立  47
  4.3 提高作业速度的措施——利用电子经纬仪采集测量数据  47-49
第五章天文定位定向数据处理系统软件实现过程  49-62
  5.1 软件开发的环境  49
    5.1.1 开发语言  49
    5.1.2 运行该系统的计算机系统环境要求  49
  5.2 面向对象程序设计的基本思想  49-52
    5.2.1 面向对象程序设计的基本原理  49-51
    5.2.2 面向对象程序设计的主要特征  51-52
    5.2.3 面向对象程序设计方法  52
    5.2.4 面向对象思想在本软件设计中的应用  52
  5.3 软件系统的分析与设计  52-62
    5.3.1 天文定向系统  53-59
    5.3.2 天文定位系统  59-62
第六章软件执行结果及分析  62-68
  6.1 软件功能的介绍  62
  6.2 系统登陆界面和主界面  62-63
  6.3 天文定位模块  63
  6.4 天文定向模块  63-64
  6.5 辅助系统模块  64-65
  6.6 串口通信管理模块  65
  6.7 计算步骤举例  65-68
第七章结论及展望  68-69
  7.1 论文的主要创新点  68
  7.2 有待进一步完善的方面  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
在学期间研究成果  73-74

陆军战场天文定位定向数据处理系统的开发

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