一种基于海图物标的光电探测辅助定位方法及定位系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于海图物标的光电探测辅助定位方法及定位系统，其中，定位方法包括：在电子海图上标注已知地理系位置信息的辅助定位物标点；当舰船行至辅助定位物标点附近时，启动光电系统近距离捕捉所述辅助定位物标点，实施雷达测距和热像仪测角；采用雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离；基于辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离和其地理系位置信息，确定舰船地理系位置信息。本发明专利技术在现有舰船技术体制的基础上，以电子海图为基础平台，通过光电探测已知地理位置信息的物标点，可有效实现舰船位置的快速确定或修正，提高舰船综合导航系统定位精度与可靠性。定位精度与可靠性。定位精度与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于海图物标的光电探测辅助定位方法及定位系统


[0001]本专利技术涉及光电探测领域，更具体地，涉及一种基于海图物标的光电探测辅助定位方法及定位系统。

技术介绍

[0002]目前舰船综合导航以惯性导航设备为主，惯导具有全参量导航信息输出、完全自主和高隐蔽性等优点，但由于存在陀螺、加表等器件误差，使得其精度会随时间发散，时间越长精度越差，无法长时间保持高精度。为保持高精度输出，目前惯导需要定期依赖卫星、罗兰C、天文等设备提供的准确位置信息进行重调，重调后才能保证下一个周期内的精度，然而卫星导航、无线电等抗电磁干扰能力差、天文测星受天气影响较大，在强电磁遮蔽、强对抗的环境下，仅采用这类方式辅助定位存在局限性，舰船损伤修复或应急启动时导航系统可能受到较大影响，限制了现代综合导航精度与可靠性的进一步提升。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种海图物标的光电探测辅助定位方法及定位系统。
[0004]根据本专利技术的第一方面，提供了一种海图物标的光电探测辅助定位方法，包括：
[0005]在电子海图上标注已知地理系位置信息的辅助定位物标点；
[0006]当舰船行至所述辅助定位物标点附近时，启动光电系统近距离捕捉所述辅助定位物标点，实施雷达测距和热像仪测角；
[0007]采用雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离；
[0008]基于所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离和其地理系位置信息，确定舰船地理系位置信息。
[0009]根据本专利技术的第二方面，提供一种就海图物标的辅助定位系统，包括：
[0010]标注模块，用于在电子海图上标注已知地理系位置信息的辅助定位物标点；
[0011]探测模块，用于当舰船行至所述辅助定位物标点附近时，启动光电系统近距离捕捉所述辅助定位物标点，实施雷达测距和热像仪测角；
[0012]第一确定模块，用于采用雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离；
[0013]第二确定模块，用于基于所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离和其地理系位置信息，确定舰船地理系位置信息。
[0014]本专利技术提供的一种基于海图物标的光电探测辅助定位方法及定位系统，本专利技术的目的是采用基于海图物标的光电探测辅助定位方法，以电子海图为基础平台，通过测量已知地理位置信息的物标点，确定舰船自身位置信息，辅助舰船惯性导航设备进行位置修正，提高舰船综合导航系统定位精度与可靠性。
附图说明
[0015]图1为本专利技术提供的一种基于海图物标的光电探测辅助定位方法流程图；
[0016]图2为雷达/光电联合定位空间示意图；
[0017]图3为本专利技术提供的一种海图物标的光电探测辅助定位系统的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0019]舰船平台一般会装备多部雷达、多部光电系统。舰载雷达用于远程警戒、监视、粗跟踪，光电系统用于近距离警戒、测量和精密跟踪。在现有舰船技术体制的基础上，以电子海图为基础平台，通过光电探测已知地理位置信息的物标点，可有效实现舰船位置的快速确定或修正，提高舰船综合导航系统定位精度与可靠性。
[0020]实施例一
[0021]一种基于海图物标的光电探测辅助定位方法，参见图1，该辅助定位方法包括：在电子海图上标注已知地理系位置信息的辅助定位物标点；当舰船行至所述辅助定位物标点附近时，启动光电系统近距离捕捉所述辅助定位物标点，实施雷达测距和热像仪测角；采用雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离；基于所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离和其地理系位置信息，确定舰船地理系位置信息。
[0022]可以理解的是，本专利技术采用基于海图物标的光电探测辅助定位方法，以电子海图为基础平台，通过测量已知地理位置信息的物标点，确定舰船自身位置信息，辅助舰船惯性导航设备进行位置修正，提高舰船综合导航系统定位精度与可靠性。
[0023]实施例二
[0024]一种基于海图物标的辅助定位方法，主要包括以下步骤：
[0025]S1，在电子海图上标注已知地理系位置信息的辅助定位物标点。
[0026]可以理解的是，本专利技术实施例的辅助定位物标点是电子海图中已知位置信息的一点，通过测量已知地理位置信息的物标点，确定舰船自身位置信息。因此，首先在电子海图上标注辅助定位物标点P
T
，建立物标点P
T
搜索策略。
[0027]S2，当舰船行至所述辅助定位物标点附近时，启动光电系统近距离捕捉所述辅助定位物标点，实施雷达测距和热像仪测角,。
[0028]可以理解的是，步骤S1标注好了辅助定位的物标点后，当舰船行驶至物标点P
T
附近时，启动光电探测近距离捕捉物标点P
T
，具体为，实施雷达测距和热像仪测角。
[0029]S3，采用雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离。
[0030]作为实施例，所述采用雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离，包括：定义测站坐标系，通过光电系统探测所述辅助定位物标点的方位角和高度角；根据雷达在测站坐标系内，相对于测站原点的距离、方位角和高度角，计算得到所述辅助定位物标点相对于测站原点的距离。
[0031]具体的，如图2所示，以经纬仪式光电系统为参考定义测站坐标系b
optic
：X轴指向俯仰轴正方向，Z轴指向方位轴正方向，Y轴与X轴和Z轴构成右手坐标系，俯仰轴和方位轴交点
O为测站坐标系原点。Y轴指向测站零方位角，测站方位角顺时针为正。雷达在测站坐标系内P
r
点(X
r Y
r Z
r
)，相对测站原点的距离R
r
、方位角A
r
、高度角E
r
；待测目标(辅助定位物标点)在测站坐标系内P
T
点(X
T Y
T Z
T
)，相对测站原点的距离R、方位角A、高度角E；待测目标相对雷达距离R1。其中，辅助定位物标点在测站坐标系内P
T
点(X
T Y
T Z
T
)，相对测站原点的距离R为待求量。
[0032]根据A、E、A
r
、E
r
、R
r
、R1，确定R或目标位置(X
T Y
T Z
T
)，已知，
[0033][0034]对公式(1)化简得到：
[0035][0036]令a＝cosEcosE
r
cos(A
‑
A
r...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于海图物标的光电探测辅助定位方法，其特征在于，包括：在电子海图上标注已知地理系位置信息的辅助定位物标点；当舰船行至所述辅助定位物标点附近时，启动光电系统近距离捕捉所述辅助定位物标点，实施雷达测距和热像仪测角；采用雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离；基于所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离和其地理系位置信息，确定舰船地理系位置信息。2.根据权利要求1所述的光电探测辅助定位方法，其特征在于，所述采用雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离，包括：定义测站坐标系，通过光电系统探测所述辅助定位物标点的方位角和高度角；根据雷达在测站坐标系内，相对于测站原点的距离、方位角和高度角，计算得到所述辅助定位物标点相对于测站原点的距离。3.根据权利要求2所述的光电探测辅助定位方法，其特征在于，所述构建测站坐标系，通过光电系统探测所述辅助定位物标点的方位角和高度角，包括：以经纬仪式光电系统为参考定义测站坐标系b
optic
：X轴指向俯仰轴正方向，Z轴指向方位轴正方向，Y轴与X轴和Z轴构成右手坐标系，俯仰轴和方位轴交点O为测站坐标系原点，Y轴指向测站零方位角，测站方位角顺时针为正；雷达在测站坐标系内P
r
点(X
r Y
r Z
r
)，相对测站原点的距离R
r
、方位角A
r
、高度角E
r
；辅助定位物标点在测站坐标系内P
T
点(X
T Y
T Z
T
)，其方位角A和高度角E；相应的，所述根据雷达在测站坐标系内，相对于测站原点的距离、方位角和高度角，计算得到所述辅助定位物标点相对于测站原点的距离，包括：将方程组(1)化简得到：令a＝cosEcosE
r
cos(A
‑
A
r
)+sinEsinE
r
，式(2)求解得：雷达测量目标距离通常大于雷达和光电系统之间的部署距离，故式(3)只有一个解：
4.根据权利要求3所述的光电探测辅助定位方法，其特征在于，还包括确定雷达/光电联合定位，包括：设实际光电系统输出的方位角和高度角分别为理论方位角和高度角分别为A、E；实际雷达距离测量值为理论距离为R1，雷达和光电系统之间存在舰体形变误差(δA
r δE
r
)，实际测量值与理论测量值之间的关系：忽略各误差之间的耦合关系，系统总误差dR：其中，所述系统总误差dR为雷达和光电系统联合定位误差。5.根据权利要求4所述的光电探测辅助定位方法，其特征在于，所述基于所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离和其地理系位置信息，确定舰船地理系位置信息，包括：基于雷达/光电联合定位确定所述辅助定位物标点在测站坐标系下的径向距离，计算所述辅助定位物标点的矢量在地理坐标系下的投影矢量；基于所述辅助定位物标点的矢量在地理坐标系下的投影矢量，计算地理坐标系下，辅助定位物标点的分量以及相应的经度增量、纬度增量和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思婧，杨龙河，黄根旺，曹文，张林渊，许琪华，彭洁茹，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：