一、系统概述
船用天文姿态测量系统是专门用来测量船用导航设备航向和水平精度的一套鉴定设备，该 设备的主要功能是实时地测量出船用惯性导航系统、平台罗经系统等导航设备的航向误差和水 平姿态误差，多年来为军地导航新设备的试验作出了很大贡献。
二、系统原理
基于地球上某点、某时刻，相对于某两个或两个以上 天体，其观测的高度角和方位角是唯一的，如下图所示。 其数学表达为：
h=(α、δ、SGO、t、λ、Ψ、)-------------- （1）
A= (α、δ、SGO、t、λ、Ψ、)------------- （2）
α为天体的赤经；
δ为天体的赤纬；
SGO为世界时零时的真恒星时；
T为世界时或当地时；
λ为观测者的地理经度；
Ψ为观测者的地理纬度；
h为观测天体的地平高度角;
A为观测天体的地平方位角。
由上述原理可知，α、δ、S、t都是可知的，h、A是可以由天文经纬仪测得，如果测得两个 天体的h、A，就可以通过联立方程解出λ、ψ，定出观测点的地理位置，数学表达为：
h1=(α1、δ1、SGO、t1、λ1、Ψ1、)---------------（3）
A1= (α2、δ2、SGO、t2、λ2、Ψ2、)--------------（4）
天文定位原理图
（1） 测天体定舰船航向原理 天体定航向的原理是：某时某点对某天体的大地方位角是唯一的，只要测出天体的 眩角q，根据K=A-q-----------------------------------------------（5）可 求出真航向K。
（2） 测天体定粗略鉴定舰船水平基准的原理 测天体鉴定姿态误差的原理是：舰船在海上航行时是无法保持水平。惯导系统实时 提供舰船的航向和姿态信息，但是惯导系统的姿态信息是不断积累的，因此，惯导 提供的姿态信息含有积累误差，造成天文经纬仪测量天体不在理论位置，测量出的 差值除去系统固定误差和天文经纬仪本身误差外即为惯导系统的姿态误差。
h1=f(△T,△θ)------------------------------------（6）
h2=f(△T,△θ)------------------------------------（7）
根据上述原理，可以进行船用天文姿态测量系统的设计。
三、系统框图
系统主要由天文经纬仪、测星传感器、测日传感器、光栅方位测角装置、光栅高度测 角装置、天文经纬仪方位随动系统、天文经纬仪高度随动系统、经纬仪人工操作控制台、 摄象机、短波系统接收机、IPC-810工控机、彩色显示器、打印机、视频监视器、控制信 号发送板、光栅高度和光栅方位接收板、控制台通信板、系统计数校准板、惯导信息通信 板、GPS通信接口板组成。组成方框图如图所示：虚线框内为微机控制系统。
天文定位原理图
四、系统配置
主机选用研祥智能股份的“EVOC”IPC-810工控机，其内部配置为：主板为IPC-586DF，CPU 选用Pentium III500,3.5英寸1.44M软盘驱动器，48倍速CD-ROM，Acer15英寸平面直角彩显， 152G Seagate硬盘，128M EDO内存，3D声卡。
接口电路板均采用ISA总线结构。选用“EVOC”的两块6407输出板，两块6405输入板，两块 2304输入、输出板。
工控机与GPS之间的通信采用标准RS-232串行接口。
五、软件设计
系统开机后自动进入自检状态，自检中初始化接口板会检查系统有无错误状态。之后系统 进入初始化主菜单选择阶段，设置系统参数，选择被测天体，选择手动、自动，进入正常测量。
系统自检及任务选项工作流程简图：
系统自检及任务选项流程框图
系统软件的开发环境选用Visual C++，程序结构模块化，提供详细的注释，方便新老技术人 员的技术交接，更好的适应部队使用环境。软件工作界面美观友好，屏幕分区显示菜单、舰船动 态图形、舰船动态数据等信息。提供联机帮助，操作使用方便。新软件工作速度快，自动化程度 高，大大提高工作效率，降低技术人员的劳动强度。
六、系统评价
该系统经过方案论证、硬件配置、软件编 制综合调试等阶段，并经过了有关技术专家的 严格评审，认为该系统研制周期短、效率高； 总体设计先进合理，软硬件结构紧凑，整体工 作性能可靠、稳定，运行速度快，自动化程度， 工作界面友好，操作使用方便，便于技术交接， 满足海上试验条件。
