一种基于偏振北极点及偏振太阳矢量的自主定位方法

    公开(公告)号:CN110887477B

    公开(公告)日:2021-10-22

    申请号:CN201911250897.2

    申请日:2019-12-09

    Abstract: 本发明公开一种基于偏振北极点及偏振太阳矢量的自主定位方法,将图像式偏振传感器水平放置,采集全天空区域偏振图像,计算得到天空中各个方向散射点偏振角及E矢量;多次重复上述步骤操作,根据每两次拍摄时间间隔计算天空中各散射点旋转角速度,遍历找到所拍摄的偏振图像中的旋转角速度为15度/小时的北极点,计算载体系下北极点高度角;根据E矢量垂直于太阳矢量的关系,构造载体系下E矢量矩阵,计算载体系下太阳高度角;由北极点高度角确定载体纬度,根据太阳高度角并结合太阳天文年历最终确定经度。本发明利用天空偏振光计算得到的太阳矢量和北极点矢量确定载体地理位置,相比传统天文导航方法计算过程更为简便,具有较好的自主性与鲁棒性。

    一种基于仿复眼多通道偏振传感器的太阳矢量解算方法

    公开(公告)号:CN108759820B

    公开(公告)日:2021-07-02

    申请号:CN201810592616.0

    申请日:2018-06-11

    Abstract: 本发明涉及一种基于仿复眼多通道偏振传感器的太阳矢量解算方法。首先设计仿复眼多通道偏振传感器结构模型;然后,设计偏振度选取准则,利用多通道偏振传感器获取天空中被观测点的偏振度信息,并按准则从中选取特定个数的偏振度测量值,取其中三个值作为一组解算输入,并确定该组权值;接着,根据每个通道安装矩阵建立与太阳矢量几何关系,并由测量偏振度建立与全天域最大偏振度约束关系,获得非线性方程组。最后,利用非线性方程组解算该组输入对应的太阳矢量,对多组太阳矢量求解加权平均,实现对模块系下太阳矢量的解算。本发明不仅可用于晴朗无云天气下,同时可适用于多云天气环境,具有较强的鲁棒性和环境适应性。

    一种基于干扰观测器的抗干扰组合导航方法

    公开(公告)号:CN112461235A

    公开(公告)日:2021-03-09

    申请号:CN202011311849.2

    申请日:2020-11-20

    Inventor: 郭雷 豆青风 杨健

    Abstract: 本发明涉及一种基于干扰观测器的抗干扰组合导航方法,涉及一种捷联惯导、GPS组合导航方法。首先由动态捷联解算过程及滤波过程采集不同时刻的导航信息;其次,根据相邻两时刻误差动态方程设计漂移估计器;最后,将漂移估计器的输出值进行反馈。本发明建立了惯性器件漂移的估计器,可对惯性器件的漂移进行一定估计和补偿,从而提高组合导航系统的导航精度。

    一种基于可观测度的惯性/卫星系统自适应混合校正方法

    公开(公告)号:CN112269200A

    公开(公告)日:2021-01-26

    申请号:CN202011096081.1

    申请日:2020-10-14

    Abstract: 本发明公开一种基于可观测度的惯性/卫星系统自适应混合校正方法,包括以下步骤:首先针对惯性/卫星组合导航系统,利用加权最小二乘法,定义改进的组合导航系统的可观测性矩阵,进一步定义组合导航系统状态可观测度,并根据历史测量数据对可观测度进行归一化。最后,将归一化后的可观测度作为自适应因子,实现惯性/卫星组合导航系统状态的自适应混合校正。该方法可以提高惯性/卫星组合导航系统精度,减少状态误差估计值不准确对导航系统输出的影响,提升惯性/卫星组合导航系统自适应能力。

    一种基于偏振位姿信息耦合迭代自主导航定位方法

    公开(公告)号:CN112066979A

    公开(公告)日:2020-12-11

    申请号:CN202010874766.8

    申请日:2020-08-27

    Abstract: 本发明涉及一种基于偏振位姿信息耦合迭代自主导航定位方法,首先,偏振传感器量测偏振角并计算机体系太阳矢量,将其转换成地理坐标系下太阳矢量;然后,从地理坐标系下的太阳矢量解算该时刻太阳高度角与方位角;通过时间求取太阳赤纬,解算运动体经纬度;利用位置和时间更新导航系太阳矢量,利用新的量测信息更新机体系下的太阳矢量与重力矢量,通过姿态转换方向余弦矩阵求解运动体的三维姿态,通过位置更新与姿态更新的两步回环迭代,实现偏振作为唯一外界信息源的位姿并发解算。该方法将偏振作为唯一外界信息源,实现了位置和姿态的同时解算,可适用于卫星拒止和磁干扰条件下运动体的导航,且所需传感器成本低,体积小,易实现应用。

    一种基于概率密度函数估计的夜间偏振航向计算方法

    公开(公告)号:CN111595330A

    公开(公告)日:2020-08-28

    申请号:CN202010481914.X

    申请日:2020-05-29

    Abstract: 本发明涉及一种基于概率密度函数估计的夜间偏振航向计算方法。首先利用安装于载体坐标系b系的偏振传感器测量当前状态下天空偏振模式,计算偏振角信息,结合预测月亮方位 与0°偏振片初始位置 得到偏振角误差图像;利用概率密度函数对偏振角误差数据进行估计,求解当前状态下自由度v的估计值遍历 取值集合,然后根据所定义目标函数,估计当前 对应的预测月亮方位最优值;遍历 取值集合,设计目标函数对进行估计,最终得到 的全局最优值;根据载体坐标系b系与导航坐标系n系之间的关系,结合天文年历,计算出载体在导航坐标系n系下的航向角信息。

    一种仿复眼偏振传感器多方向标定方法

    公开(公告)号:CN110887509A

    公开(公告)日:2020-03-17

    申请号:CN201911251994.3

    申请日:2019-12-09

    Abstract: 本发明提出一种仿复眼偏振传感器多方向标定方法,包括步骤:获取不同方向观测点的偏振角信息;利用载体所在的地理位置信息以及时间信息计算出地理坐标系下单位太阳矢量;结合高精度导航模块提供的姿态转换矩阵,天顶偏振传感器提供的偏振矢量,由观测点确定观测矢量,建立仿复眼偏振传感器坐标系与载体系的安装误差量测方程,并估计出两者之间的安装误差;利用加速度计获取重力信息,计算仿复眼偏振传感器坐标系下的太阳矢量信息;利用地理系下的太阳矢量与重力矢量的夹角作为量测,建立不同方向偏振传感器模块坐标系与仿复眼偏振传感器坐标系的安装误差量测方程,估计出不同方向偏振传感器的模块坐标系与仿复眼偏振传感器坐标系的安装误差。

    一种基于偏振北极点及偏振太阳矢量的自主定位方法

    公开(公告)号:CN110887477A

    公开(公告)日:2020-03-17

    申请号:CN201911250897.2

    申请日:2019-12-09

    Abstract: 本发明公开一种基于偏振北极点及偏振太阳矢量的自主定位方法,将图像式偏振传感器水平放置,采集全天空区域偏振图像,计算得到天空中各个方向散射点偏振角及E矢量;多次重复上述步骤操作,根据每两次拍摄时间间隔计算天空中各散射点旋转角速度,遍历找到所拍摄的偏振图像中的旋转角速度为15度/小时的北极点,计算载体系下北极点高度角;根据E矢量垂直于太阳矢量的关系,构造载体系下E矢量矩阵,计算载体系下太阳高度角;由北极点高度角确定载体纬度,根据太阳高度角并结合太阳天文年历最终确定经度。本发明利用天空偏振光计算得到的太阳矢量和北极点矢量确定载体地理位置,相比传统天文导航方法计算过程更为简便,具有较好的自主性与鲁棒性。

    一种基于单中性点模型的天空偏振定位方法

    公开(公告)号:CN106767766B

    公开(公告)日:2019-08-06

    申请号:CN201611041702.X

    申请日:2016-11-22

    Abstract: 本发明涉及一种基于单中性点模型的天空偏振定位方法。首先,利用偏振图像传感器采集天空光强信息,同时,利用全站仪和GPS组成的基准参考平台获取偏振图像传感器的姿态信息,其次,根据天空光强信息解算获取所采集天空区域的偏振信息,解算获取偏振中性点坐标并通过坐标转换获得偏振中性点的赤纬角和时角的实测值,建立偏振中性点的赤纬角和时角的解析模型,与赤纬角与时角的实测值联立,通过最小二乘的方法来求取模型中未知参数,获得偏振中性点模型,最后根据偏振中性点模型设计基于单中性点的定位算法,实现天空偏振定位。本发明作为天空偏振导航的一种新的方法,对环境的适应性好,可实现无源、无辐射、全自主导航。

    一种基于最大偏振度观测的偏振导航全球自主定位方法

    公开(公告)号:CN109459015A

    公开(公告)日:2019-03-12

    申请号:CN201811328952.0

    申请日:2018-11-09

    Abstract: 本发明公开了一种基于最大偏振度观测的偏振导航全球自主定位方法,首先,设计仿复眼结构的偏振罗盘,获取多个观测点的偏振度信息;其次,结合偏振观测点在空间中的位置关系,智能获取全天域最大偏振度信息;再次,根据全空域最大偏振度求取地理坐标系下的观测太阳高度角;最后,通过测量不同时刻的观测太阳高度角,利用高度差法求取载体的位置信息。本方法相比于现有方法所需步骤简单,自主性强,不需要其他辅助传感器就能进行全球定位,可用于舰船、无人机等领域。

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