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一种基于高轨卫星观测平台的定位方法、存储介质及系统

一种基于高轨卫星观测平台的定位方法、存储介质及系统

IPC分类号 : G01S5/04,G01S5/02,G01C21/00

申请号
CN202011556537.8
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2020-12-25
  • 公开号: 112285645A
  • 公开日: 2021-01-29
  • 主分类号: G01S5/04
  • 专利权人: 中国人民解放军国防科技大学

专利摘要

本发明给出了一种基于高轨卫星观测平台的定位方法,包括:获取不同时刻主星观测站和各个副星观测站的位置坐标;计算对应时刻主星观测站和各个副星观测站中最大横坐标的均值和最小横坐标以及最大纵坐标和最小纵坐标的均值;获取不同时刻地面辐射源目标发射的脉冲信号到达主星观测站与到达各个副星观测站的时差测量值;构建对应时刻的多个迭代方程组;对多个迭代方程组分别进行迭代求解;对各个时刻地面辐射源目标的每个可能位置坐标进行拟合;并将最小平均速度和最小加速度对应的拟合位置坐标为地面辐射源目标的最终位置。本发明还给出了一种存储介质和系统。本发明能够实现多个高轨卫星协同定位地面辐射源目标的位置,且定位精度高。

权利要求

1.一种基于高轨卫星观测平台的定位方法,其特征在于,所述定位方法包括如下步骤:

步骤一、获取不同时刻主星观测站和各个副星观测站的位置坐标;

步骤二、根据不同时刻主星观测站和各个副星观测站的位置坐标,计算对应时刻主星观测站和各个副星观测站中最大横坐标和最小横坐标的均值以及最大纵坐标和最小纵坐标的均值;

步骤三、获取不同时刻地面辐射源目标发射的脉冲信号到达主星观测站与到达各个副星观测站的时差测量值;

步骤四、根据不同时刻地面辐射源目标发射的脉冲信号到达主星观测站与到达各个副星观测站的时差测量值以及对应的时差真实值之间的差值函数,构建对应时刻的多个迭代方程组;

步骤五、根据不同时刻主星观测站和各个副星观测站的最大横坐标和最小横坐标的均值以及最大纵坐标和最小纵坐标的均值,对对应时刻的多个迭代方程组分别进行迭代求解,得到对应时刻地面辐射源目标的多个可能位置坐标;

步骤六、采用最小二乘方法,对各个时刻地面辐射源目标的每个可能位置坐标进行拟合,得到每个可能位置坐标对应的拟合位置坐标以及平均速度和加速度;并将最小平均速度和最小加速度对应的拟合位置坐标作为地面辐射源目标的最终位置。

2.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,步骤二中,所述不同时刻主星观测站和各个副星观测站中最大横坐标和最小横坐标的均值以及最大纵坐标和最小纵坐标之间的均值分别为:

其中,x0y0分别为不同时刻主星观测站和各个副星观测站中最大横坐标和最小横坐标的均值以及最大纵坐标和最小纵坐标之间的均值;xminxmaxyminymax分别为对应时刻主星观测站和各个副星观测站中最小横坐标、最大横坐标、最小纵坐标和最大纵坐标。

3.根据权利要求1或2所述的定位方法,其特征在于,步骤四中,所述不同时刻迭代方程组分别为:

其中,fi(tkxy)为tk时刻地面辐射源目标发射的脉冲信号到达主星观测站与到达第i个副星观测站的时差测量值以及对应的时差真实值之间的差值函数;Δti(tk)和hi(tkxy)分别为tk时刻地面辐射源目标发射的脉冲信号到达主星观测站与到达第i个副星观测站的时差测量值和对应的时差真实值;ri(tkxy)和r0(tkxy)分别为tk时刻地面辐射源目标分别到第i个副星观测站和主星观测站之间的距离;(tkxy)为tk时刻地面辐射源目标的位置坐标;(xs0(tk),ys0(tk),zs0(tk))为tk时刻主星观测站的位置坐标;(xsi(tk),ysi(tk),zsi(tk))为tk时刻第i个副星观测站的位置坐标,k=0,1,2,…,M-1,i=1,2,…,N-1,MN分别为时间点数和副星观测站数量;c为光速。

4.根据权利要求3所述的定位方法,其特征在于,步骤五中,所述迭代求解过程为:

步骤51、设置不同时刻地面辐射源目标位置的横坐标和纵坐标的初始估计值分别为对应时刻主星观测站和各个副星观测站的最大横坐标和最小横坐标的均值以及最大纵坐标和最小纵坐标的均值,即分别为x0y0,迭代次数m的初始值为0;

步骤52、将对应时刻迭代方程组在x=x0y=y0处作一阶泰勒级数展开后进行求解,得到对应时刻地面辐射源目标的二维坐标值(xy);并令m=m+1;

步骤53、当xδthreshold<x<xδmax,且yδthreshold<y<yδmaxm<Ithreshold时,则将(xy)赋给(x0y0),进入步骤52;当x<xδthresholdy<yδthresholdm=Ithreshold时,则(xy)为对应时刻地面辐射源目标可能位置坐标,结束;当xxδmaxyyδmax时,则结束;

其中,Ithreshold为迭代次数阈值;xδthresholdxδmax分别为地面辐射源目标的横坐标的相邻迭代最小差值和最大迭代值;yδthresholdyδmax分别为地面辐射源目标的纵坐标的相邻迭代最小差值和最大迭代值。

5.根据权利要求1或2所述的定位方法,其特征在于,步骤六中,所述拟合的公式为:

其中,x0vxax分别为地面辐射源目标在X坐标上的初始位置、速度和加速度;y0vyay分别为地面辐射源目标在Y坐标上的初始位置、速度和加速度;X和Y分别为各个时刻地面辐射源目标的每个可能位置的横坐标和纵坐标X=[x(0), x(1),x(2),…,x(tk),…,x(M-1)]T,Y=[y(0), y(1),y(2),…,y(tk),…,y(M-1)]Txtk =x0+vx(tk-t0)+ax(tk-t0)2/2;ytk=y0+vy(tk-t0)+ay(tk-t0)2/2,k=0,1,2,…,M-1,M为时间点数。

6.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序指令;通过执行所述计算机程序指令,实现权利要求1~5中任意一项所述的定位方法。

7.一种基于高轨卫星观测平台的定位系统,其特征在于,所述定位系统包括权利要求6所述的存储介质。

8.一种基于高轨卫星观测平台的定位系统,其特征在于,所述定位系统包括:

观测站位置信息获取模块,用于获取不同时刻主星观测站和各个副星观测站的位置坐标;

均值计算模块,用于根据不同时刻主星观测站和各个副星观测站的位置坐标,计算对应时刻主星观测站和各个副星观测站中最大横坐标和最小横坐标的均值以及最大纵坐标和最小纵坐标的均值;

时差获取模块,用于获取不同时刻地面辐射源目标发射的脉冲信号到达主星观测站与到达各个副星观测站的时差测量值;

构建模块,用于根据不同时刻地面辐射源目标发射的脉冲信号到达主星观测站与到达各个副星观测站的时差测量值以及对应的时差真实值之间的差值函数,构建对应时刻的多个迭代方程组;

迭代求解模块,用于根据不同时刻主星观测站和各个副星观测站的最大横坐标和最小横坐标的均值以及最大纵坐标和最小纵坐标的均值,对对应时刻的多个迭代方程组分别进行迭代求解,得到对应时刻地面辐射源目标的多个可能位置坐标;

拟合模块,用于采用最小二乘方法,对各个时刻地面辐射源目标的每个可能位置坐标进行拟合,得到每个可能位置坐标对应的拟合位置坐标以及平均速度和加速度;并将最小平均速度和最小加速度对应的拟合位置坐标作为地面辐射源目标的最终位置。

9.根据权利要求8所述的定位系统,其特征在于,所述迭代求解模块包括:

设置子模块,用于设置不同时刻地面辐射源目标位置的横坐标和纵坐标的初始估计值分别为对应时刻主星观测站和各个副星观测站的最大横坐标和最小横坐标的均值以及最大纵坐标和最小纵坐标的均值,即分别为x0y0,迭代次数m的初始值为0;

泰勒级数展开子模块,用于将对应时刻迭代方程组在x=x0y=y0处作一阶泰勒级数展开后进行求解,得到对应时刻地面辐射源目标的二维坐标值(xy);并令m=m+1;

迭代条件子模块,用于当xδthreshold<x<xδmax,且yδthreshold<y<yδmaxm<Ithreshold时,则将(xy)赋给(x0y0),进入步骤52;当x<xδthresholdy<yδthresholdm=Ithreshold时,则(xy)为对应时刻地面辐射源目标可能位置坐标,结束;当xxδmaxyyδmax时,则结束;

其中,Ithreshold为迭代次数阈值;xδthresholdxδmax分别为地面辐射源目标的横坐标的相邻迭代最小差值和最大迭代值;yδthresholdyδmax分别为地面辐射源目标的纵坐标的相邻迭代最小差值和最大迭代值。

10.根据权利要求8或9所述的定位系统,其特征在于,所述拟合的公式为:

其中,x0vxax分别为地面辐射源目标在X坐标上的初始位置、速度和加速度;y0vyay分别为地面辐射源目标在Y坐标上的初始位置、速度和加速度;X和Y分别为各个时刻地面辐射源目标的每个可能位置的横坐标和纵坐标X=[x(0), x(1),x(2),…,x(tk),…,x(M-1)]T,Y=[y(0), y(1),y(2),…,y(tk),…,y(M-1)]Txtk =x0+vx(tk-

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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