一种双天体天文定位直接计算法制造技术

本发明专利技术公开了一种双天体天文定位直接计算法：步骤1，建立天文定位坐标；步骤2，基于天文三角形，导出球面天文定位公式；步骤3，由矢量变换导出双天体天文定位数学模型；步骤4，牛顿迭代求解双天体天文定位数学模型，获得船舶在观测时刻的经纬度。本发明专利技术通过牛顿迭代方法直接求得船位，可避免船位线的繁琐作业和画船位线以直线代替曲线引入的误差，可快速、准确地确定船舶位置。从而可实现双天体的快速、即时、准确定位。

【技术实现步骤摘要】
一种双天体天文定位直接计算法
本专利技术涉及天文导航
，特别涉及一种双天体天文定位直接计算法。
技术介绍
船舶在海上航行时，实时、准确地确定船舶位置对保证其安全、制定经济航行路线、为测量船提供船舶数据等具有重要意义。船舶定位，传统的方法主要是根据同一时刻观测两个天体的高度角，然后基于高度差法做出船位线交点获取。而高度差法做天文船位线本身是以直线代替曲线，会引入误差，并且画天文船位线作业繁琐、耗费时间。
技术实现思路
针对传统船舶天文定位中，需要同一时刻观测两个天体的高度角，然后基于高度差法做出船位线交点获取船位，而基于高度差法作出船位线，以直线代替曲线会引入船舶定位误差，并且画船位线作业繁琐、耗费时间，本专利技术提出了一种双天体天文定位直接计算方法。该方法将双天体高度角作为观测量，基于天文定位原理公式，通过牛顿迭代法可直接求取船舶位置，实现实时、简便、准确定位。本专利技术所采用的技术方案是：一种双天体天文定位直接计算法，包括以下步骤：步骤1，建立天文定位坐标；步骤2，基于天文三角形，导出球面天文定位公式，如公式(5)所示：其中，θ代表观测天体的天顶距，h为天体的高度角，且θ＝90°本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双天体天文定位直接计算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立天文定位坐标；步骤2，基于天文三角形，导出球面天文定位公式，如公式(5)所示：

【技术特征摘要】
1.一种双天体天文定位直接计算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立天文定位坐标；步骤2，基于天文三角形，导出球面天文定位公式，如公式(5)所示：其中，θ代表观测天体的天顶距，h为天体的高度角，且θ＝90°-h；将船舶在地球面上的位置p点在地平坐标系对应的天顶定义为ZP，观测时刻天体在天球上的坐标点定义为S，天球北天极定义为PN，t为PN点与ZP点所在大圆弧和PN点与S点所在大圆弧的夹角，GHA为观测时刻天体的格林威治时角，λ为观测时刻船舶的地理经度，当船舶位于西经W时，t的表示式取“－”号，当船舶位于东经E时，t的表示式取“+”号；步骤3，由矢量变换导出双天体天文定位数学模型，如公式(11)所示：其中，(x,y,z)分别代表船舶在笛卡尔直角坐标系的坐标；(a,b,c)分别代表天体在笛卡尔直角坐标系的坐标；对于公式(11)中第一个等式中的号，当船舶位于西经W时取“+”号，当船舶位于东经E时，取“－”号；步骤4，牛顿迭代求解双天体天文定位数学模型，获得船舶在观测时刻的经纬度。2.根据权利要求1所述的一种双天体天文定位直接计算法，其特征在于，步骤1具体包括：将地心定义为O，地球北极定义为pn，格林威治子午线与赤道的交点定义为M，以O点为坐标原点，以O点指向pn的方向为Z轴，以O点指向M点的方向为X轴，建立天球笛卡尔右手直角坐标系；船舶在地球面上的位置定义为p，天体在地球面上的位置定义为s；设地球面为单位球面，船舶和天体在单位地球面上的球面坐标分别为s(GHA,δ)；s(GHA,δ)对应在笛卡尔直角坐标系的坐标分别为p(x,y,z),s(a,b,c)，其中λ,分别为观测时刻船舶的地理经纬度；GHA,δ分别为观测时刻天体的格林威治时角和赤纬；根据单位球面坐标与笛卡尔直角坐标的变换关系可得：λ＝arctan(y/x)(3)3.根据权利要求1所述的一种双天体天文定位直接计算法，其特征在于，步骤2具体包括：所述的天文三角形是在天球球面上，由测者子午圈、天体时圈和天体方位圈所构成的球面三角形；天球北天极定义为PN，船舶在地球面上的位置p点在地平坐标系对应的天顶定义为ZP，观测时刻天体在天球上的坐标点定义为S，天球面三角形PNZPS即为天文三角形；天球面上的天文三角形PNZPS...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊鹏，翟京生，王星，宋菲菲，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12