[發(fā)明專利]一種基于激光測距和MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)的目標導航測繪方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410290842.5
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104049269A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 程建華;陳岱岱;李美玲;齊兵;王通達;管冬雪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S19/47
• 分類號: G01S19/47;G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于激光測距和MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)的目標導航測繪方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在觀測點o附近選取一參考點R，利用MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)精確測量參考點R的三維位置坐標

(2)將MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)移至觀測點o，將激光測距儀瞄準參考點R；利用MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)測量觀測點o的位置坐標經緯度觀測點o與參考點R構成矢量oR相對地理坐標系ox_ty_tz_t的航向角和縱搖角利用激光測距儀測量矢量oR的斜距d_oR；

(3)根據(jù)步驟(2)中MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)和激光測距儀的測量值，計算參考點R在地球坐標系o_ex_ey_ez_e的三維位置坐標

所涉及參考點R三維位置坐標的表達式為：

x~Rey~Rez~Re=x~oey~oez~oe+Cte·doRsinH~oRdoRcosφ~oRcosH~oR-doRsinφ~oRcosH~oR]]>

式中，為地理坐標系與地球坐標系間的轉換矩陣：

(4)根據(jù)步驟(1)及步驟(3)中計算得出參考點R的三維位置坐標，再通過計算得到相對位置誤差利用相對位置誤差對MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)的航向誤差和縱搖誤差采用最小二乘法進行修正；

所涉及的修正表達式為：

Δφ^ΔH^=(CT·C)-1CTΔxReΔyReΔzRe]]>

式中，

C=Cte0doRcosH~oR-doRsinφ~oRcosH~oR-doRcosφ~oRsinH~oR-doRcosφ~oRcosH~oRdoRsinφ~oRsinH~oR]]>

(5)將激光測距儀瞄準目標載體T，利用MEMS/GPS組合導航測量觀測點o與目標T構成矢量oT相對地理坐標系o_tx_ty_tz_t的航向角和縱搖角利用激光測距儀測量矢量oT的斜距d_oT；

(6)利用步驟(4)中獲得的MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)航向誤差和縱搖誤差對MEMS/GPS組合導航系統(tǒng)輸出的航向和縱搖信息進行修正；

所涉及的修正表達式為：

φoT=φ~oT-Δφ^HoT=H~oT-ΔH^]]>

(7)利用步驟(2)中測得觀測點o的位置信息，步驟(5)中測得的斜距d_oT，以及步驟(6)中修正后的航向和縱搖信息，計算目標T的三維位置

所涉及目標T的三維位置表達式為：

x~Tey~Tez~Te=x~oey~oez~oe+Cte·doTsinHoTdoTcosφoTcosHoT-doTsinφoTcosHoT]]>

(8)計算目標T的三維位置重復步驟(5)～步驟(7)，可得到另一目標T₁的三維位置坐標計算得到目標點T和T₁之間的斜距和高程差

斜距的計算表達式為：

D~=(x~T1e-x~Te)2+(y~T1e-y~Te)2+(z~T1e-z~Te)2]]>

高程差的計算表達式為：

式中，目標的緯度分別以下公式運算求得：

a為地球長半軸，e為地球偏心率。