[發明專利]海上目標位置測量方法

有效

• 申請號: 202110796947.8
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113483739B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 余毅;李銘揚;張濤;陳忠;郭鑫;王成
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01C11/30;G01S19/14;G01S19/45
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

1.一種海上目標位置測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用船載衛星定位系統，對應時間點連續測量第一測量船、第二測量船和合作靶船的大地坐標；

S2、將所述第一測量船、所述第二測量船和所述合作靶船的大地坐標轉換成地心直角坐標；對應時間點連續計算所述合作靶船的指定目標點分別對于所述第一測量船和所述第二測量船的理論俯仰角和方位角；

S3、通過所述第一測量船承載的第一攝像機和所述第二測量船承載的第二攝像機來拍攝圖像，所述第一攝像機和所述第二攝像機采用相同焦距實時拍攝被測目標和所述合作靶船的圖像，分別得到同時包含所述合作靶船和所述被測目標的第一圖像和第二圖像；在所述第一圖像和所述第二圖像中，根據像素點分別計算所述被測目標相對于所述第一圖像的中心、所述第二圖像的中心的水平脫靶量和垂直脫靶量；

S4、根據所述合作靶船分別對于所述第一測量船和所述第二測量船的理論俯仰角和方位角、所述被測目標相對于所述第一圖像的中心、所述第二圖像的中心的水平脫靶量和垂直脫靶量，分別計算所述被測目標相對于所述第一測量船和所述第二測量船的理論俯仰角和方位角；計算以所述第一攝像機位置為頂點，以與所述被測目標的指定目標點連線和與所述合作靶船的指定目標點連線為兩邊的第一夾角θ₁；計算以所述第二攝像機位置為頂點，以與所述被測目標的指定目標點連線和與所述合作靶船的指定目標點連線為兩邊的第二夾角θ₂；

S5、根據所述第一夾角、所述第二夾角、所述第一測量船的地心直角坐標、所述第二測量船的地心直角坐標和所述合作靶船的地心直角坐標構建第一圓錐體相交方程和第二圓錐體相交方程，所述第一圓錐體相交方程和所述第二圓錐體相交方程為：

其中，(X，Y，Z)代表所述被測目標的地心直角坐標，均為未知量，(X₁,Y₁,Z₁)為所述第一測量船的地心直角坐標，(X₂,Y₂,Z₂)為所述第二測量船的地心直角坐標，(X₃,Y₃,Z₃)為所述合作靶船的地心直角坐標；

S6、根據所述第一圖像和所述第二圖像，按照像素點分析并取整得出所述合作靶船的高程和所述被測目標的高程，再結合所述合作靶船的地心直角坐標建立球面方程；

S7、根據所述第一圓錐體相交方程、所述第二圓錐體相交方程和所述球面方程，分別導入與各個時間點相對應的所述第一測量船的地心直角坐標、所述第二測量船的地心直角坐標、所述合作靶船的地心直角坐標、所述第一夾角、所述第二夾角、所述合作靶船的高程和所述被測目標的高程，構建出迭代求解模型，計算后得到所述被測目標的地心直角坐標。

2.如權利要求1所述的海上目標位置測量方法，其特征在于，在步驟S2中，所述合作靶船的指定目標點是由所述合作靶船在圖像中成像的形心來確定；計算所述合作靶船的指定目標點分別對于所述第一測量船和所述第二測量船的方位角和理論俯仰角的公式為：

其中，E_C1為所述合作靶船對于所述第一測量船的理論俯仰角，A_C1為所述合作靶船對于所述第一測量船的方位角，E_C2為所述合作靶船對于所述第二測量船的理論俯仰角，A_C2為所述合作靶船對于所述第二測量船的方位角。