[發明專利]船載位姿測量系統及方法

有效

• 申請號: 202110559385.5
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113253320B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 王曉博;王題;白秀軍;葉海納;楊杉
• 申請（專利權）人: 中國聯合網絡通信集團有限公司
• 主分類號: G01S19/41
• 分類號: G01S19/41;G01S19/47;G01S19/43;G01S19/54;B63B49/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張娜;黃健

本發明通過提供的一種船載位姿測量系統及方法，所述系統包括激光發射模塊、GSSS主天線模塊、GSSS輔天線模塊、雙天線定位模塊、慣導模塊、控制模塊以及通信模塊；GSSS主天線模塊和GSSS輔天線模塊分別采集GNSS衛星的射頻信號；雙天線定位模塊通信模塊發送的差分信號以及射頻信號確定第一偽航向角和位置參數，并將第一偽航向角和位置參數發送至控制模塊，控制模塊根據第一偽航向角以及慣導模塊發送的第二偽航向角確定航向角，并將位置參數、航向角、橫滾角以及俯仰角作為船舶的位姿測量參數。本發明通過基線激光校準方法增加了基線有效長度，提高了測量船舶的位姿測量參數的精確度。

技術領域

本發明涉及衛星導航領域，尤其涉及一種船載位姿測量系統及方法。

背景技術

港口物流、礦井礦山等工業生產領域，工作人員需要確定貨輪、工程機械的定位定姿，港口散貨裝船技術的對于船舶及裝料設備的實時精度、位姿測量精度的要求較高。

目前常用的位姿態測量方法為基于全球導航衛星系統(GNSS，Global?NavigationSatellite?System)的衛星定向技術測量船舶和裝料設備的位姿。具體的，根據衛星載波相位信號差分測量原理，通過兩個衛星天線，確定空間兩點所成幾何矢量在給定坐標系下的指向，推算出真北方位，實現了快速測量船舶和裝料設備的位姿的目的。

然而，由于衛星定向精度與衛星天線之間的基線長度成正比，基線長度受限于實際應用場景的制約，導致基于GNSS衛星定向技術測量船舶和裝料設備的位姿精確地度較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種船載位姿測量系統及方法，通過基線激光校準方法增加了基線有效長度，提高了測量船舶的位姿測量參數的精確度。

第一方面，本發明提供一種船載位姿測量系統，包括：

激光發射模塊、GSSS主天線模塊、GSSS輔天線模塊、雙天線定位模塊、慣導模塊、控制模塊以及通信模塊，其中所述通信模塊、所述GSSS主天線模塊以及所述GSSS輔天線模塊分別與所述雙天線定位模塊連接，所述慣導模塊以及所述雙天線定位模塊分別與所述控制模塊連接；

所述激光發射模塊，用于發射直線激光，所述直線激光與船舶的中軸線平行；

所述GSSS主天線模塊的相位中心點與所述GSSS輔天線模塊的相位中心點連線與所述直線激光平行，所述GSSS主天線模塊和所述GSSS輔天線模塊分別用于采集GNSS衛星的射頻信號，并分別將所述射頻信號發送至所述雙天線定位模塊；

所述雙天線定位模塊，用于接收所述通信模塊發送的差分信號，根據所述差分信號、所述射頻信號確定第一偽航向角和位置參數，并將所述第一偽航向角和所述位置參數發送至所述控制模塊；

所述慣導模塊，用于獲得第二偽航向角、橫滾角和俯仰角，并將所述第二偽航向角、所述橫滾角以及所述俯仰角發送至控制模塊；

所述控制模塊，用于根據所述第一偽航向角以及所述第二偽航向角確定航向角，并將所述位置參數、所述航向角、所述橫滾角以及所述俯仰角作為所述船舶的位姿測量參數。

在一種可能的設計中，所述控制模塊具體用于：

根據所述第一偽航向角以及所述第二偽航向角利用融合算法以及調度策略確定所述船舶的航向角。

在一種可能的設計中，所述控制模塊還與所述通信模塊連接；

相應地，所述控制模塊還用于：

將所述船舶的位姿測量參數發送至業務平臺，以使管理人員根據所述船舶的位姿測量參數對所述船舶的位置進行調整。

在一種可能的設計中，所激光發射模塊為平面激光發射器，所述平面激光發射器通過鮑威爾棱鏡折射的平面激光發射直線激光。