基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)及其定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)，包括固定架體，在固定架體的任意兩個平面上分別安裝有測量入射光最大偏振方向的偏振光角度傳感器，在固定架體的一基準(zhǔn)面上安裝有水平傳感器和方向傳感器，該系統(tǒng)還包括上位計算機(jī)，所述上位計算機(jī)內(nèi)設(shè)置有天文歷查詢模塊和地磁信息查詢模塊。該系統(tǒng)結(jié)合偏振光導(dǎo)航技術(shù)和天文知識通過固定架體上的方向傳感器、偏振光角度傳感器和水平傳感器的測量值，通過上位計算機(jī)內(nèi)的地磁信息查詢模塊查詢地磁偏角數(shù)據(jù)信息，通過天文歷查詢模塊查詢某時刻的太陽赤緯δ數(shù)值和某日期的真太陽時時差，根據(jù)上述數(shù)據(jù)信息采用本發(fā)明公開的算法通過計算得到載體的經(jīng)緯度。
【專利說明】基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)及其定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及定位系統(tǒng)及其定位方法，尤其涉及基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)及其定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的定位技術(shù)主要包括衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、天文導(dǎo)航和無線電導(dǎo)航等。衛(wèi)星和無線電導(dǎo)航由于是人造信號，容易受到干擾。慣性導(dǎo)航誤差隨時間積累，很難進(jìn)行精確定位。天文導(dǎo)航的裝置成本高，計算過程復(fù)雜?，F(xiàn)有技術(shù)中公開的專利號:(CN 103115623A)，以偏振光導(dǎo)航技術(shù)為核心的定位技術(shù)，無法實現(xiàn)實時定位，該技術(shù)方案需要測量不同時刻的偏振光角度傳感器最大偏振方向，才能解算經(jīng)緯度，同時暗含了一個要求，即前后兩次測量載體位置不能變化。該技術(shù)不能實時給出位置信息，而且時間間隔過短時，給出的位置信息的可靠性和準(zhǔn)確性會顯著下降。方向傳感器即電子羅盤在使用時需要結(jié)合地理位置來獲得磁偏角數(shù)據(jù)信息，才能給出真北方向，而現(xiàn)有技術(shù)中公開的專利號:(CN103115623A)沒有考慮到該問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)，包括由至少兩個平面構(gòu)成的固定架體，在固定架體的任意兩個平面上分別安裝有測量入射光最大偏振方向的偏振光角度傳感器，在固定架體的一基準(zhǔn)面上安裝有測量該平面是否水平的水平傳感器和測量地磁北向的方向傳感器，該系統(tǒng)還包括接收所述偏振光角度傳感器、水平傳感器和方向傳感器傳送的數(shù)據(jù)信息、對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理輸出經(jīng)緯度信息的上位計算機(jī)，所述上位計算機(jī)(內(nèi)設(shè)置有天文歷查詢模塊和地磁信息查詢模塊。
[0004]一種基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)的定位方法:包括以下步驟: [0005]S1:根據(jù)水平傳感器的測量值，調(diào)整固定架體的基準(zhǔn)面的水平調(diào)整座，將該基準(zhǔn)面調(diào)整至水平；
[0006]S2:米用方向傳感器測量其自身方向與地磁北向的夾角α M，假設(shè)地磁偏角為α磁#^，則該方向傳感器與地理北向的夾角α = ct βΛ + α *(_，從偏振光角度傳感器中選出兩個測量T(世界時)時刻的入射光的最大偏振方向91和θ2;
[0007]S3:通過上位計算機(jī)內(nèi)的天文歷查詢模塊查詢T時刻的太陽赤緯δ ；
[0008]S4:上位計算機(jī)接收所述方向傳感器和偏振光角度傳感器傳送的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)天空中偏振光分布規(guī)律即任意最大偏振方向矢量均垂直于太陽方向矢量以及固定架體各個平面的空間關(guān)系計算偽太陽方位角K’和太陽高度角hs ；
[0009]S5:由天文學(xué)知識有:.
【權(quán)利要求】
1.一種基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)，其特征在于:包括由至少兩個平面構(gòu)成的固定架體(1)，在固定架體(1)的任意兩個平面上分別安裝有測量入射光最大偏振方向的偏振光角度傳感器(3)，在固定架體(1)的一基準(zhǔn)面上安裝有測量該平面是否水平的水平傳感器(2)和測量地磁北向的方向傳感器(4)，該系統(tǒng)還包括接收所述偏振光角度傳感器(3)、水平傳感器(2)和方向傳感器(4)傳送的數(shù)據(jù)信息、對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理輸出經(jīng)緯度信息的上位計算機(jī)(5)，所述上位計算機(jī)(5)內(nèi)設(shè)置有天文歷查詢模塊(6)和地磁信息查詢模塊(7)。
2.一種基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)的定位方法:其特征在于包括以下步驟: S1:根據(jù)水平傳感器(2)的測量值，調(diào)整固定架體(1)的基準(zhǔn)面的水平調(diào)整座，將該基準(zhǔn)面調(diào)整至水平； S2:采用方向傳感器(4)測量其自身方向與地磁北向的夾角Ciftt，假設(shè)地磁偏角為α磁偏角，則該方向傳感器(4)與地理北向的夾角a = a &it + a磁偏角,從偏振光角度傳感器(3)中選出兩個測量T(世界時)時刻的入射光的最大偏振方向9工和θ2; 53:通過上位計算機(jī)(5)內(nèi)的天文歷查詢模塊(6)查詢T時刻的太陽赤緯δ ； 54:上位計算機(jī)(5)接收所述方向傳感器(4)和偏振光角度傳感器(3)傳送的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)天空中偏振光分布規(guī)律即任意最大偏振方向矢量均垂直于太陽方向矢量以及固定架體(1)各個平面的空間關(guān)系計算偽太陽方位角K’和太陽高度角hs ； 55:由天文學(xué)知識有:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)的定位方法:其特征還在于:采用偏振光角度傳感器(3)測量最大偏振方向時，入射光從上或者斜上方向入射到偏振光角度傳感器(3)的感光面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多方向偏振光導(dǎo)航傳感器的定位系統(tǒng)的定位方法:其特征還在于:所述地磁偏角為`a 與經(jīng)緯度組合一一對應(yīng)。
【文檔編號】G01C21/00GK103822629SQ201410088363
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】褚金奎, 王寅龍, 張然, 王璐, 王志文, 關(guān)樂, 崔巖 申請人:大連理工大學(xué)