[發(fā)明專利]地球表面基于大圓的兩站測向交叉定位跟蹤算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110461678.6
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102589548B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 關(guān)欣;周正;衣曉;何友;呂政君
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍航空工程學(xué)院
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行定位與跟蹤的方法。

背景技術(shù)

無源測向交叉定位與跟蹤技術(shù)由于具有抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性好等優(yōu)點而一直倍受國內(nèi)外學(xué)者和相關(guān)部門的重視。測向定位技術(shù)的應(yīng)用由來已久，就是把某一區(qū)域的近似為平面，然后利用平面幾何的方法進(jìn)行交叉定位計算，當(dāng)目標(biāo)距離不遠(yuǎn)，活動范圍不大時這種方法簡便有效。但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各種陸海空交通工具的活動范圍的不斷擴(kuò)大，運(yùn)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(jīng)開始在應(yīng)用中造成嚴(yán)重問題。

理論上在通過地球坐標(biāo)和地心直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化，再加上俯仰角就可在地心直角坐標(biāo)系空間內(nèi)定位目標(biāo)，然后可以在轉(zhuǎn)換為地球坐標(biāo)，但是在通過微波、紅外輻射得到的目標(biāo)的俯仰角精度太差從而無法在直角坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行兩站測方位角和俯仰角實現(xiàn)交叉定位。

使得地球表面上利用這種曾經(jīng)有效兩站單純測向交叉定位無法繼續(xù)發(fā)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(guān)特性輔助計算才能實現(xiàn)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。考慮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(biāo)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(biāo)，則兩條地球大圓弧線相交于兩點，其中一個就是目標(biāo)位置，通過方位驗算就可得到目標(biāo)位置。

從國內(nèi)外公開的文獻(xiàn)中還沒有發(fā)現(xiàn)應(yīng)用這種方法的兩站單純測向交叉定位的相關(guān)研究報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

假設(shè)地球上兩個觀測站S_A(φ_A，λ_A，h_A)或(x_A，y_A，z_A)(分別是大地坐標(biāo)系和空間地心直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo))、S_B(φ_B，λ_B，h_B)或(x_B，y_B，z_B)，一個目標(biāo)T₁，T₁分別在S_A和S_B本地東北天直角坐標(biāo)系中的方位角為α_A1和α_B1。

經(jīng)過點S_A的子午線方程為