本發(fā)明屬于艦船紙海圖標(biāo)繪技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種消除紙海圖玻璃折射率誤差的方法。

背景技術(shù)：

艦船在航行過程中，需要在紙海圖上標(biāo)繪指示光點(diǎn)。使用時(shí)將紙海圖平鋪在玻璃板上，玻璃板下方有儀器可以發(fā)出光束，光束照在紙海圖形成一個(gè)光點(diǎn)，用該光點(diǎn)可以指示本艦或其它船只在紙海圖上的位置。當(dāng)光束成一定角度照射到玻璃上，透過玻璃在紙海圖上形成光點(diǎn)，因玻璃折射實(shí)際照射位置與實(shí)際應(yīng)指示位置存在偏差。該偏差與玻璃厚度，入射光角度等因素都有關(guān)系，嚴(yán)重影響指示精度威脅航行安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、能夠使誤差快速收斂且提高標(biāo)繪指示精度的消除紙海圖玻璃折射率誤差的方法。

本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種消除紙海圖玻璃折射率誤差的方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)玻璃板下面光源高度、玻璃厚度、玻璃折射率、照射目標(biāo)位置信息，采用遞歸計(jì)算方法計(jì)算折射率誤差補(bǔ)償角度；

步驟2、根據(jù)折射率誤差補(bǔ)償角度對(duì)照射到預(yù)定目標(biāo)位置射出光線的角度進(jìn)行補(bǔ)償，使得該角度的光線經(jīng)過玻璃板折射后準(zhǔn)確照射到預(yù)計(jì)目標(biāo)位置。

所述步驟1計(jì)算折射率誤差補(bǔ)償角度的具體方法為：

設(shè)光源距離玻璃下表面距離為h，玻璃厚度為h，折射率為n，光線照射玻璃下表面點(diǎn)為o，預(yù)計(jì)照射點(diǎn)為a，實(shí)際照射點(diǎn)為b，入射角為α，折射角為β，入射發(fā)線與玻璃上表面交點(diǎn)為m；

(1)第一次迭代：

①計(jì)算預(yù)計(jì)照射點(diǎn)a和實(shí)際照射點(diǎn)b之間的距離：|am|-|bm|，其中，ma＝h·tanα，

②計(jì)算入射角度變化令α1＝α+δα，電源光線按α1射出，光線照射玻璃下表面位置為b1，其中|ab|＝|oo1|，經(jīng)玻璃折射后光線照射玻璃上表面b1位置。

(2)第二次迭代：

將實(shí)際照射點(diǎn)b替換為第一次迭代中的實(shí)際照射點(diǎn)b1，將入射角α替換為第一次迭代中的入射角α1進(jìn)行第二次迭代，并計(jì)算a與b1之間的距離，將作為角度補(bǔ)償累加至入射光角度中；當(dāng)δαn足夠小且能夠滿足精度要求，即可結(jié)束迭代；

通過上述迭代過程，得到折射率誤差補(bǔ)償角度為δα+δα1...+δαn。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本發(fā)明根據(jù)玻璃板下面光源高度、玻璃厚度、玻璃折射率、照射目標(biāo)位置等信息，采用遞歸方法計(jì)算出折射率誤差補(bǔ)償角度并進(jìn)行補(bǔ)償，最終得到照射的期望位置光線應(yīng)有的射出角度，該角度的光線經(jīng)過玻璃板折射后，能夠照射到預(yù)計(jì)目標(biāo)位置，本發(fā)明采用遞歸計(jì)算方法能夠使得誤差迅速收斂，減小了因折射率產(chǎn)生的誤差，提高標(biāo)繪指示精度。將其應(yīng)用到紙海圖上標(biāo)繪指示上，能夠有效克服光束透過玻璃照射紙海圖的偏差的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理圖；

圖2為光源射出角度實(shí)際照射位置和期望照射位置關(guān)系圖；

圖3為玻璃折射率誤差示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：

本發(fā)明首先針對(duì)玻璃折射率誤差產(chǎn)生的原因及誤差大小進(jìn)行分析。如圖2所示，當(dāng)玻璃板下光源向玻璃板上表面的紙海圖標(biāo)繪光點(diǎn)時(shí)，射出光線與玻璃板法線夾角為α，光源在玻璃板上的投影點(diǎn)o、期望照射位置a和實(shí)際照射位置b在同一條直線上，該直線之間的連線與右向夾角為由于光源位置、期望照射位置a和實(shí)際照射位置b在同一平面內(nèi)，對(duì)光源射出角度的補(bǔ)償可只對(duì)α補(bǔ)償，保持不變，從圖3可以看出，當(dāng)入射角度為α，玻璃厚度為h時(shí)，折射率為n，產(chǎn)生的誤差ab如下所示：

本發(fā)明針對(duì)玻璃折射率誤差產(chǎn)生的原因及誤差，提出一種消除紙海圖玻璃折射率誤差的方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)玻璃板下面光源高度、玻璃厚度、玻璃折射率、照射目標(biāo)位置信息，采用遞歸計(jì)算方法計(jì)算折射率誤差補(bǔ)償角度。

如圖1所示，設(shè)光源距離玻璃下表面距離h，玻璃厚度h，折射率n，光線照射玻璃下表面點(diǎn)o，預(yù)計(jì)照射點(diǎn)a，實(shí)際照射點(diǎn)b，入射角α，折射角β，入射發(fā)線與玻璃上表面交點(diǎn)m。在圖中右側(cè)為+，角度順時(shí)針為+。

計(jì)算折射率誤差補(bǔ)償角度時(shí)，采用遞歸方法進(jìn)行計(jì)算，具體過程為：

(1)第一次迭代：

①計(jì)算預(yù)計(jì)照射點(diǎn)a和實(shí)際照射點(diǎn)b之間的距離：|am|-|bm|，其中，

②計(jì)算入射角度變化令α1＝α+δα，電源光線按α1射出，光線照射玻璃下表面位置為b1，其中|ab|＝|oo1|，經(jīng)玻璃折射后光線照射玻璃上表面b1位置。

(2)第二次迭代：

將第一次迭代中的實(shí)際照射點(diǎn)b替換為b1，入射角α替換為α1進(jìn)行第二次迭代，并計(jì)算ab1之間的距離，將作為角度補(bǔ)償累加至入射光角度中。當(dāng)δαn足夠小且能夠滿足精度要求，即可結(jié)束迭代。

通過上述迭代過程，即可以完成玻璃折射率產(chǎn)生誤差的校正，射出光線α的角度補(bǔ)償應(yīng)為δα+δα1...+δαn。

步驟2、根據(jù)折射率誤差補(bǔ)償角度對(duì)照射到預(yù)定目標(biāo)位置射出光線的角度進(jìn)行補(bǔ)償，使得該角度的光線經(jīng)過玻璃板折射后準(zhǔn)確照射到預(yù)計(jì)目標(biāo)位置。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。