提供了一种用于天线的位置计算的方法。所述方法包括计算天线与至少三个应答器之间的里程。所述计算包括天线与至少三个应答器之间的里程测量值。所述至少三个应答器的相应位置是已知的。所述方法进一步包括提供三个坐标中的第一坐标。所述三个坐标指示所述天线的位置。所述方法进一步包括基于所述天线与所述至少三个应答器之间的所计算的里程来计算所述三个坐标中的第二坐标和第三坐标。所述方法进一步包括基于所提供的第一坐标和所计算的两个坐标来预测所述天线与所述至少三个应答器之间的里程。所述方法进一步包括基于所计算的里程和所预测的里程来执行优化过程，以推断所述天线的优化的位置。进一步，提供了一种用于位置计算的系统和一种包括所述系统的空中交通工具。通工具。通工具。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用测距信号进行鲁棒的定位的方法和系统
[0001]示例涉及用于天线的位置计算的构思及其应用，并且具体地涉及用于天线的位置计算的方法、计算机程序产品、计算机可读数据载体、用于天线的位置计算的系统以及空中交通工具。
[0002]进场和着陆是飞行中最关键的阶段。这适用于有人驾驶飞行器、直升机和无人驾驶飞行器(UAV)在跑道上的着陆。然而，对于在如船只等移动平台上着陆的垂直起降(VTOL)飞行器，着陆过程甚至更具挑战性。
[0003]因此，可能需要支持着陆或完全自主地执行着陆的辅助系统。除了精心设计的自动驾驶仪外，这还需要准确可靠的导航信息。并不会总是选择使用全球导航卫星系统(GNSS)接收器，例如当考虑可能发生干扰和扰动的情形时；由于GNSS信号的低功率水平，其总是容易受到干扰。
[0004]潜在的解决方案是在船只上安装应答器。进场的VTOL飞行器询问这些应答器并测量直到接收到应答为止的时间延迟。此时间延迟(可能是针对应答器故意引入的固定延迟进行校正得到的)对应于VTOL飞行器的天线与相应的应答器之间的信号飞行时间的两倍。飞行时间与光速的乘积然后产生VTOL飞行器天线与相应的应答器之间的里程。
[0005]方法和系统可能必须在鲁棒性方面进行优化。尽管如此，希望形成具有可靠位置计算的系统。
[0006]可能会有提供用于增强位置计算的鲁棒性的构思的需求。
[0007]这种需求可以通过权利要求的主题来满足。
[0008]根据第一方面，提供了一种用于天线的位置计算的方法。所述方法包括计算天线与至少三个应答器之间的里程。所述计算包括天线与至少三个应答器之间的里程测量值。该至少三个应答器可以彼此分离。进一步，在执行该计算时，该至少三个应答器中的每一个可以与天线分离。所述至少三个应答器的相应位置是已知的。此知识可以是先验的。进一步，此知识可以通过另一空中通信信道来收集。所述方法进一步包括提供三个坐标中的第一坐标。所述三个坐标指示所述天线的位置。所述方法进一步包括基于所述天线与所述至少三个应答器之间的所计算的里程来计算所述三个坐标中的第二坐标和第三坐标。所述方法进一步包括基于所提供的第一坐标和所计算的两个坐标来预测所述天线与所述至少三个应答器之间的里程。该方法进一步包括基于所计算的里程和所预测的里程来执行优化过程，以推断天线的优化的位置。
[0009]因此，可以计算得到更鲁棒的位置。天线可以是移动的交通工具的一部分。移动的交通工具可以是空中交通工具，诸如飞行器、无人驾驶交通工具或直升机。特别地，该方法可以用于将移动的交通工具着陆在另一移动的交通工具上。该另一移动的交通工具可以是直升机应该正在着陆或已着陆的船只。该另一移动的交通工具可以包括该至少三个应答器。该至少三个应答器可以布置在该另一移动的交通工具上，使得在执行该方法的步骤时该至少三个应答器彼此的距离不变。
[0010]第一坐标可以是天线位置的三个坐标中的单个坐标。其中天线位置被机械化的笛卡尔坐标系的原点可以在该至少三个应答器的平面中。进一步，原点也可以是该至少三个
应答器之一。
[0011]第二坐标和第三坐标可以分别不同于第一坐标，从而使得仅第一坐标被提供。术语“提供”可以意指在优化方法的第一步骤中，第一坐标可以被假设或是已知的。先验知识可以是先验数据或简单的猜测的结果。
[0012]天线可以是布置在移动的交通工具上的单个天线，这允许计算天线的位置。因此，当移动交通工具配备有多个这样的天线时，还可以计算移动的交通工具的姿态。因此，可以操纵移动的交通工具以使得它可以基于此信息着陆在该另一移动的交通工具上。
[0013]应答器可以是无源或有源收发器，用于将对应的电磁波转发或反射到天线，以便执行里程测量。
[0014]术语“里程”也可以理解为术语“距离”。因此，里程测量也可以称为距离测量。
[0015]优化过程可以是最小化问题求解算法。
[0016]优化的位置可以是优化过程的结果。优化的位置可以与同所提供的第一坐标以及所计算的第二坐标和第三坐标相关联的位置相同或不同。
[0017]可以假设天线的第一坐标以预测天线与该至少三个应答器之间的相应里程。
[0018]良好假设可以带来优化过程的快速求解。
[0019]在预测天线与该至少三个应答器之间的相应里程之前，天线第一坐标可以是已知的。
[0020]应答器可以安装在如船只等移动的交通工具上。应答器可以相对于彼此具有固定位置。第一天线坐标可以是相应坐标系中的竖直方向的z坐标。第二天线坐标和第三天线坐标可以是相应坐标系中的水平方向的x坐标和y坐标。
[0021]当提供第一坐标并且已知该至少三个应答器的相应位置时，可以使用线性最小二乘法来计算第二天线坐标和第三天线坐标。
[0022]执行优化过程的步骤可以包括从所计算的里程中减去所预测的里程。可以对此减法的结果进行平方。进一步，可以对该结果进行求和。平方的结果和/或求和后的平方的结果可以产生品质因数。品质因数可以与所提供的第一天线坐标相关联。
[0023]在优化过程期间，可以提供至少一个其他第一天线坐标。可以基于该至少一个其他第一天线坐标中的每一个和所计算的两个天线坐标来预测天线与该至少三个应答器之间的里程。可以基于所计算的里程与所预测的里程来执行优化过程，以基于要最小化的品质因数来推断天线的优化的位置。
[0024]第二天线坐标和第三天线坐标可以使用线性最小二乘法来计算。
[0025]根据第二方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括指令，当所述程序由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行如第一方面所述的方法。
[0026]根据第三方面，包括了一种计算机可读数据载体。所述计算机可读数据载体存储第二方面所述的计算机程序产品。
[0027]根据第四方面，提供了一种用于天线的位置计算的系统。该系统包括天线和处理单元。该天线适于发送和接收电磁波。该处理单元适于通过天线与至少三个应答器之间的里程测量值来计算天线与该至少三个应答器之间的里程。所述至少三个应答器的相应位置是已知的。该处理单元进一步适于提供指示天线的位置的三个坐标中的第一坐标。该处理单元进一步适于基于天线与该至少三个应答器之间的所计算的里程来计算该三个坐标中
的第二坐标和第三坐标。该处理单元进一步适于基于所提供的坐标和所计算的两个坐标来预测天线与该至少三个应答器之间的里程。该处理单元进一步适于基于所计算的里程和所预测的里程来执行优化过程，以推断天线的优化的位置。
[0028]该位置计算可以在从移动平台的垂直起飞操纵中或到移动平台上的着陆操纵中执行，其中，移动平台包括应答器。
[0029]该处理单元可以连接到该天线。
[0030]根据第五方面，提供了一种空中交通工具，所述空中交通工具例如是直升机、飞行器或无人驾驶交通工具UAV，包括第四方面所述的系统。该系统可以安装在该空中交通工具上。进一步，该系统也可以仅部分地连接或安装到该空中交通工具。应答器也可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于天线的位置计算的方法，所述方法包括：通过天线与至少三个应答器之间的里程测量值来计算(S210)所述天线与所述至少三个应答器之间的里程，其中，所述至少三个应答器的相应位置是已知的；提供(S220)指示所述天线的位置的三个坐标中的第一坐标；基于所述天线与所述至少三个应答器之间的所计算的里程来计算(S230)所述三个坐标中的第二坐标和第三坐标；基于所提供的第一坐标和所计算的两个坐标来预测(S240)所述天线与所述至少三个应答器之间的里程；基于所计算的里程和所预测的里程来执行(S250)优化过程，以推断所述天线的优化的位置。2.如权利要求1所述的方法，其中，假设所述第一坐标以预测所述天线与所述至少三个应答器之间的相应里程。3.如权利要求1所述的方法，其中，在预测所述天线与所述至少三个应答器之间的相应里程之前，所述第一坐标是已知的。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述应答器可以安装在如船只等移动的交通工具上。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述应答器相对于彼此具有固定位置。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一坐标可以是相应坐标系中的竖直方向的z坐标，并且其中，所述第二坐标和所述第三坐标是相应坐标系中的水平方向的x坐标和y坐标。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当提供所述第一坐标并且已知所述至少三个应答器的相应位置时，使用线性最小二乘法来计算所述第二坐标和所述第三坐标。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，执行所述优化过程的所述步骤包括从所计算的里程中减去所预测的里程，其中，对此减法的结果进行平方并求和，从而产生与所提供的第一坐标相关联的品质因数。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述优化过程期间，提供至少一个其他第一坐标，其中，基于所述至少一个其...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：空中客车防卫和太空有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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