確定真北

Question

我正在使用我正在構建的Arduino設備。 我買了一個GPS模塊和一個帶有加速度計的傾斜傳感器。

我想確定真正的北方，這樣我就可以隨時指向一個朝向太陽的物體。 基本上我希望設備在任何地方都能找到真正的北方。 GPS會給出一個位置，指南針會發現磁北。我想真正的北方可以在設備移動期間獲得並寫入RAM中，然後在設備靜止時取回使用。

但是如何？

Answer 1

您是否想要爲您的太陽能電池板獲得最多的陽光？如果是這樣，那麼您可以根據您的時鐘在東西方之間進行粗略的位置設置（您可以通過在賬戶中獲取長/經緯位置來計算日出和日落時間來改善此情況）。如果你想精確控制方位角和仰角，你將需要大量的天文計算。 Arduino不支持雙倍速度，而且單個你不會有非常準確的結果（它們對於太陽能電池板跟蹤器來說已經足夠了，但是如果你想望遠鏡跟蹤一些天空物體，這還不夠）。我的建議是對這個主題進行大量調查，或者查看一些開源天文軟件，並從源頭上提取所需的計算結果（如果許可條款允許）。只給你一個提示，這是來自PilotLogic TMoon分量小提取物，你可以在CodeTyphon /拉撒路/ FPC安裝包得到發現here：

procedure Sun_Position_Horizontal(date:TdateTime; longitude,latitude: extended; var elevation,azimuth: extended); 
var 
    pos1: T_Coord; 
begin 
    pos1 := sun_coordinate(date); 
    calc_horizontal(pos1,date,longitude,latitude); 
end; 

function sun_coordinate(date:TDateTime):t_coord; 
var 
    l,b,r: extended; 
    lambda,t: extended; 
begin 
    earth_coord(date,l,b,r); 
    (* convert earth coordinate to sun coordinate *) 
    l := l+180; 
    b := -b; 
    (* conversion to FK5 *) 
    t := (julian_date(date)-2451545.0)/365250.0*10; 
    lambda:=l+(-1.397-0.00031*t)*t; 
    l := l-0.09033/3600; 
    b := b+0.03916/3600*(cos_d(lambda)-sin_d(lambda)); 
    (* aberration *) 
    l := l-20.4898/3600/r; 
    (* correction of nutation - is done inside calc_geocentric *) 
{ calc_epsilon_phi(date,delta_phi,epsilon); } 
{ l := l+delta_phi; } 
    (* fill result and convert to geocentric *) 
    result.longitude := put_in_360(l); 
    result.latitude := b; 
    result.radius := r*AU; 
    calc_geocentric(result,date); 
end; 

procedure calc_horizontal(var coord:t_coord; date:TDateTime; longitude,latitude: extended); 
var 
    h: extended; 
begin 
    h := put_in_360(star_time(date)-coord.rektaszension-longitude); 
    coord.azimuth := arctan2_d(sin_d(h), cos_d(h)*sin_d(latitude)- 
          tan_d(coord.declination)*cos_d(latitude)); 
    coord.elevation := arcsin_d(sin_d(latitude)*sin_d(coord.declination)+ 
           cos_d(latitude)*cos_d(coord.declination)*cos_d(h)); 
end; 

如果你有一個情況下，你的設備在安裝後沒有移動（在我重讀你的問題後情況並非如此，所以你可以忽略其餘的信息），那麼你的經度和緯度是固定的，你在編譯時就知道它們，或者你可以在設備上手動輸入它們首先安裝。這種方式不需要GPS。你也可以在安裝時找到一次North，所以你也不需要指南針。

Answer 2

當羅盤靠近一些磁性材料時，羅盤將會出現故障並且根本不會實用。您可以根據您的位置計算太陽的方位角和仰角。在您的系統中使用一些數字編碼器並計算增量運動更實用。使用標準工具可以使用arduino上的校準按鈕來標準化參數。對於微調，可以爲上下運動提供手動按鈕。