專利名稱：地球表面基于大圓的兩站測向交叉定位跟蹤算法的制作方法
技術領域：
本發明是一種在地球表面用兩座無源測向傳感器通過地球大圓弧線交叉對多運動目標進行定位與跟蹤的方法。
背景技術：
無源測向交叉定位與跟蹤技術由于具有抗干擾能力強、隱蔽性好等優點而一直倍受國內外學者和相關部門的重視。測向定位技術的應用由來已久，就是把某一區域的近似為平面，然后利用平面幾何的方法進行交叉定位計算，當目標距離不遠，活動范圍不大時這種方法簡便有效。但是隨著技術的不斷發展，各種陸?？战煌üぞ叩幕顒臃秶牟粩鄶U大， 運動速度越來越快，地球曲率的影響就變得越來越明顯，這種定位方法造成的誤差已經開始在應用中造成嚴重問題。理論上在通過地球坐標和地心直角坐標的轉化，再加上俯仰角就可在地心直角坐標系空間內定位目標，然后可以在轉換為地球坐標，但是在通過微波、紅外輻射得到的目標的俯仰角精度太差從而無法在直角坐標系內進行兩站測方位角和俯仰角實現交叉定位。使得地球表面上利用這種曾經有效兩站單純測向交叉定位無法繼續發揮作用的根本原因是考慮地球曲率的三維空間中兩站單純測向從幾何意義上只能得到兩個平面，而兩個平面只有相交的情況下才能獲得一條線，卻無論如何也得不到一個點。因此必須借助于地球本身的其它相關特性輔助計算才能實現兩站單純測向交叉定位。在地球表面以固定角度過地球表面某點的大圓弧線只有一條?？紤]到兩個觀測站本身的位置的獲得比較容易，而通過測向又得到了目標的相對方位，于是就可以得到過兩個觀測站的大圓弧線，如果觀測的是同一個目標，則兩條地球大圓弧線相交于兩點，其中一個就是目標位置，通過方位驗算就可得到目標位置。從國內外公開的文獻中還沒有發現應用這種方法的兩站單純測向交叉定位的相關研究報導。
發明內容
假設地球上兩個觀測站\((^，λΑ，hA)或(xA，yA，zA)(分別是大地坐標系和空間地心直角坐標系中的坐標)、&(ΦΒ，λ B, hB)或(xB, yB, zB)，一個目標1\，T1分別在\和Sb 本地東北天直角坐標系中的方位角為αΑ1和αΒ1。經過點\的子午線方程為
權利要求
1.本發明給出了利用經過地表兩個觀測站的大圓弧線進行交叉定位跟蹤的算法思想和公式推導過程。設計了兩種算法流程集中式交叉定位跟蹤的算法流程和分布式交叉定位跟蹤的算法流程。
2.算法思想的總體技術特征和公式推導過程定位計算兩個觀測站本身的坐標，通過測向分別得到目標的相對兩站的方位，確定分別以所測方位角穿過每個觀測站的地球大圓弧線，如果觀測的是同一個目標，則兩條大圓弧線相交于兩點，通過方位驗算排除掉其中一個虛假點即得到目標位置。
3.集中式交叉定位跟蹤的算法流程的技術特征①測出這兩個地表觀測站的位置；②這兩個觀測站分別測得目標的相對方向；③這兩個觀測站的位置及其測得目標的相對方向以網絡報文形式實時匯集到集中器；④分別以各觀測站的位置及其測得目標的方向計算各觀測點和目標所在的地球大圓弧線；⑤兩條大圓弧線相交于兩點，通過方位驗算排除掉其中一個虛假點即得到目標位置。
4.分布式交叉定位跟蹤的算法流程的技術特征①測出這兩個地表觀測站的位置；②這兩個觀測站分別測得目標的相對方向；③各自觀測站根據自己的位置及其測得目標的方向計算該點和目標所在的地球大圓弧線；④經過各觀測站和目標的地球大圓弧線以及目標位置參數以網絡報文形式實時匯集到集中器；⑤兩條大圓弧線相交于兩點，通過方位驗算排除掉其中一個虛假點即得到目標位置。
全文摘要
本發明設計了利用經過地表兩個觀測站的地球大圓進行交叉定位跟蹤的算法流程。本發明是一種用兩座無源測向傳感器通過地球大圓交叉對多運動目標進行定位與跟蹤的方法，能夠解決傳統方法適應能區域范圍小、定位跟蹤精度低以及計算量太大的問題。本發明主要技術要點(一)算法思想是，定位兩個觀測站本身的坐標，通過測向分別得到目標的相對兩站的方位，確定分別以所測方位角穿過每個觀測站的地球大圓，如果觀測的是同一個目標，則兩條大圓線相交于兩點，通過驗證方位排除掉其中一個虛假點即得到目標的位置；(二)給出了算法公式推導過程；(三)基于算法思想和公式給出了集中式交叉定位跟蹤的算法流程和分布式交叉定位跟蹤的算法流程。本發明提出的方法適合對多運動目標進行快速、準確地定位和跟蹤，在軍用和民用方面都具有重要的應用價值。
文檔編號G01C21/20GK102589548SQ201110461678
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者何友, 關欣, 周正, 衣曉 申請人:中國人民解放軍海軍航空工程學院
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