一种基于卫星导航定位系统的相对定位定向补偿方法与流程

文档序号:23551775发布日期:2021-01-05 21:10阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于卫星导航系统的相对定位定向的补偿方法,其特征在于,使用卫星导航定位设备确定雷达与其他车辆之间的相对位置,也就是需要完成测量雷达与其他车辆之间的水平距离d、真方位角a和高差δh,具体步骤如下:

步骤1:计算子午线收敛角

子午线收敛角γ计算公式为:

γ=sinb·l

其中,b为导航定位设备安装点的纬度;l为该点与中央子午线之间的经度差;按照高斯投影的要求,将全球分为60个投影带,每带经差6°;中央子午线的经度在东半球依次为3°、9°、15°......6n-3,n,n∈[0,59]是投影带的带号,“·”表示乘法运算;

当导航定位设备安装点的经度l大于所在投影带中央子午线的经度l0时,子午线收敛角γ为正;反之为负;

步骤2:计算真方位角atd

(1)计算过渡变量a*:a*=a+βtd

如果a*的结果大于360°,则用a*的结果减去360°获得a*的正确值;

如果a*小于360°,则a*的结果就是正确值;

(2)将a*转换为atd

当a*大于180°时,atd=a*-180°;

当a*小于180°时,atd=a*+180°;

式中:

a:车辆定向方向的真方位角;

atd:卫星导航定位天线到车辆定位点之间的真方位角;

βtd:卫星导航定位天线与车辆定位点连线和车辆定向方向的水平夹角,βtd从车辆定向的方向开始起算,按顺时针方向量取;

步骤3:将真方位角atd转换为坐标方位角αtd

真方位角atd与坐标方位角αtd之间的转换公式为:

atd=αtd+γ

式中:γ为子午线收敛角,γ有正负之分;

在计算αtd时,将atd和γ带入计算就能够得到;

步骤4:计算车辆定位点的经度、纬度

将卫星导航定位设备输出的经度l、纬度b转换为高斯平面直角坐标x、y,l″=l-l0

式中:

b为投影点的纬度;

n为卯酉圈曲率半径,其中,系数

称为地球椭球的第一偏心率,a,b分别为地球椭球的长半径和短半径,长半径a=6378137,短半径b=6356752.3141,单位:米;

l″为所求点相对中央子午线的经差,以弧度为单位;

t=tanb表示该点维度的正切值;

为椭球的第二偏心率;

η2=e′2cos2b;

x是从赤道到子午圈上任一点纬度b的弧长,其计算公式为:

其中,各系数λ、μ、θ、δ、ε、ζ的计算方法如下式:

λ=k1a(1-e2)

式中各系数分别如下:

其中,ρ是常数,它是每一弧度对应的角秒数:ρ=206264.806247096355,单位为秒;步骤5:计算车辆定位点的高斯平面直角坐标

设m为卫星导航定位天线架设点,q为车辆定位点;当m点的高斯平面直角坐标(xm,ym)、m点到q点的水平距离d和坐标方位角αtd均已知时,求得n点的高斯平面直角坐标(xq,yq)为:

步骤6:坐标转换

将车辆定位点的高斯平面直角坐标(xq,yq)转换成经度、纬度坐标(bq,lq)

l=l0+lq

上式求得的lq以弧度为单位;

式中:

bf为对应于xq的底点纬度,由下式计算:

bf=b0+sin2b0{k′0+sin2b0[k′2+sin2b0(k′4+k′6sin2b0)]}

其中:

b0是与x、a、、e、a0相关的常数,计算方法为:

各系数mf、nf、ηf、tf、wf的计算方法如下:

常数a0的计算方法:

步骤7:海拔高度补偿

根据卫星导航定位设备输出的海拔高度h,结合卫星导航定位天线架设点与地面之间的高差δh,根据公式h′=h-δh,计算车辆定位点所在地面的海拔高度h′。


技术总结
提供一种基于卫星导航系统的相对定位定向的补偿方法,使用卫星导航定位设备确定雷达与其他车辆之间的相对位置,也就是需要完成测量雷达与其他车辆之间的水平距离D、真方位角A和高差ΔH,具体步骤包括:计算子午线收敛角;计算真方位角ATD;将真方位角ATD转换为坐标方位角αTD;计算车辆定位点的经度、纬度;计算车辆定位点的高斯平面直角坐标;坐标转换;海拔高度补偿。本发明方法能够有效克服由于车辆功能和结构限制导致定位天线安装与所需定位点不一致的缺陷,并通过坐标补偿和定位解算,准确完成对于多车辆之间的相对定位定向功能。

技术研发人员:万鹏飞;姜军;李国宏;盛川;徐彤;宋宝军
受保护的技术使用者:中国人民解放军空军工程大学
技术研发日:2020.09.23
技术公布日:2021.01.05
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1