基于菲波那契网格的星载无源定位误差分布图投影方法技术

本发明专利技术公开了基于菲波那契网格的星载无源定位误差分布图投影方法，包括以下步骤：S1:在整个地球表面按菲波那契网格公式生成N个网格点位置；S2:计算出经纬度坐标；S3:计算在WGS

【技术实现步骤摘要】
基于菲波那契网格的星载无源定位误差分布图投影方法


[0001]本专利技术涉及无源定位
，尤其涉及基于菲波那契网格的星载无源定位误差分布图投影方法。

技术介绍

[0002]星载无源定位系统通过卫星平台上搭载的无线电接收机被动地接收地面或海面非合作雷达、通信等辐射源发射的信号并确定其位置。由于卫星高度高、看得远，覆盖范围广，且卫星活动不受国界限制，因此星载无源定位系统在全球电磁频谱普查、搜索救援和电磁态势感知等应用领域中具有重要价值。目前星载无源定位系统常采用的定位体制如单星测向定位体制、双星时差频差定位体制、三星时差定位体制等。
[0003]然而，每一种星载无源定位体制都有其不同的误差特性。对不同位置上的辐射源，即使星载无源定位系统的接收机具有相同的参数测量误差，在不同位置辐射源定位误差区域形状、大小各不相同，因此星载无源定位系统的定位误差是目标几何位置的非线性函数。为了更好的描述这种关系，工程上常用一个术语叫做“定位误差的几何稀释(GeometricalDilutionofPrecision，GDOP)”，中文常翻译为定位误差的几何因子，它反映了定位误差随着卫星接收机
‑
目标辐射源之间的几何相对位置关系变化而带来的变化程度。因此，在星载无源定位系统的轨道设计论证、在轨测试过程中，必须要首先计算星载无源定位系统对相对于卫星星下点不同位置处的辐射源的定位误差分布情况，即绘制GDOP分布图。由于GDOP图是一个三维图，通常采用等高线图的方式进行表现。
[0004]由于卫星的覆盖范围广，通常地球表面的经纬度网格上均匀采样点，可以得到定位误差的GDOP图。由于卫星的覆盖范围大，覆盖直径可达几千到上万公里，这样产生的点在地球表面上将会不够均匀，靠近南北极区域很密集，低纬度地区较稀疏，在南北极甚至出现经纬度定义的“奇点”。因此，地图投影有高斯投影平面直角坐标系、墨卡托投影平面直角坐标系等方法。
[0005]但由于卫星在高纬度的覆盖区域折算的经纬度平面上是一个非常不规则的曲线形状，利用经纬度均匀网格、高斯投影、墨卡托投影难于体现定位误差GDOP随星下点距离变化的实际情况。

技术实现思路

[0006]1.要解决的技术问题
[0007]本专利技术的目的是为了解决现有技术中利用经纬度均匀网格、高斯投影、墨卡托投影难于体现定位误差GDOP随星下点距离变化实际情况的问题，而提出的基于菲波那契网格的星载无源定位误差分布图投影方法。
[0008]2.技术方案
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0010]基于菲波那契网格的星载无源定位误差分布图投影方法，包括以下步骤：
[0011]S1:在整个地球表面按菲波那契网格公式生成N个网格点位置(x
n
,y
n
,z
n
)；
[0012]S2:将N个点的地心地固系坐标转换到经纬度表示的零高程地理坐标系中，计算出其经纬度坐标(L
n
，B
n
)，n＝1,
…
,N；
[0013]S3:根据假设的某一已知高程H
n
＝H，计算其在WGS
‑
84坐标系中的位置x
n
＝(x
′
n
,y
′
n
,z
′
n
)，n＝1,
…
,N；
[0014]S4：计算N点中的每一点x
n
是否在卫星的几何覆盖视场范围内，最终保留在卫星的几何覆盖视场范围内的K点位置x
k
，k＝1，
…
，K；
[0015]S5:计算K点中每一点x
k
在卫星星下点当地东北天(ENU)坐标系中的位置x
′
k
＝(x
′
k
,y
′
k
)；
[0016]S6:统计计算K点中每一点处的星载无源定位系统的定位误差σ
k
，k＝1，
…
，K；
[0017]S7:统计K点中每一点的卫星星下点当地东方向和北方向位置(x
′
k
,y
′
k
)，k＝1，
…
，K中东方向坐标的最大值x
max
、最小值x
min
和北方向坐标的最大值y
max
、最小值y
min
，在卫星星下点当地东方向坐标的最大值和最小值范围内产生P点均匀网格p＝1,
…
,P，在北方向坐标的最大值和最小值范围内产生Q点均匀网格
[0018]S8:对于P
×
Q点中每一点位置(x
p
,y
q
)点，判断卫星视场范围内K点中与其距离最近的点，将该点的定位误差作为位置(x
p
,y
q
)点的定位误差。通过计算所有P
×
Q点的误差值，把这些误差值绘制成等高线图，即可完成体现定位误差随星下点距离变化的定位误差GDOP画图。
[0019]优选地，所述S1中N大于1000，典型值N＝100000。
[0020]优选地，所述S3中或者根据地理高程数据库(DEM)和经纬度位置查找到的每一点地理高程H
n
。
[0021]优选地，所述S4中假设卫星位置为x
s
＝(x
s
,y
s
,z
s
)，计算俯仰投影量否小于等于0，若小于等于0，则抛弃该点。
[0022]优选地，所述S6中可以采用单星测向、双星时差频差、三星时差及其它任意单星无源定位体制。
[0023]优选地，所述步骤S8中通过计算地球面两点间距离最小值来判断，设最近点为第k点，则将第k点的定位误差σ
k
赋值给该点，直到所有点都赋值完毕，即可得到P
×
Q点的误差值。
[0024]3.有益效果
[0025]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0026](1)本专利技术中，可以产生以卫星星下点当地的正东和正北方向的定位误差分布图，更清晰的得到卫星无源定位误差与卫星星下点距离、方向之间的关系。
[0027](2)本专利技术中，可以自动完成卫星几何覆盖范围的绘制，得到的定位GDOP图自动包含了卫星几何覆盖范围的计算。
[0028](3)本专利技术中，在高纬度地区，所得到的卫星无源定位GDOP图更加准确、可靠。
附图说明
[0029]图1为本专利技术基于菲波那契网格的星载无源定位误差分布图投影方法计算流程框图；
[0030]图2为本专利技术的按菲波那契网格公式计算出来在卫星覆盖视场内的点集三维图；
[0031]图3为本专利技术得到的以星下点距离投影进行计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于菲波那契网格的星载无源定位误差分布图投影方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:在整个地球表面按菲波那契网格公式生成N个网格点位置(x
n
,y
n
,z
n
)；S2:将N个点的地心地固系坐标转换到经纬度表示的零高程地理坐标系中，计算出其经纬度坐标(L
n
，B
n
)，n＝1,
…
,N；S3:根据假设的某一已知高程H
n
＝H，计算其在WGS
‑
84坐标系中的位置x
n
＝(x
′
n
,y
′
n
,z
′
n
)，n＝1,
…
,N；S4：计算N点中的每一点x
n
是否在卫星的几何覆盖视场范围内，最终保留在卫星的几何覆盖视场范围内的K点位置x
k
，k＝1，
…
，K；S5:计算K点中每一点x
k
在卫星星下点当地东北天(ENU)坐标系中的位置x
′
k
＝(x
′
k
,y
′
k
)；S6:统计计算K点中每一点处的星载无源定位系统的定位误差σ
k
，k＝1，
…
，K；S7:统计K点中每一点的卫星星下点当地东方向和北方向位置(x
′
k
,y
′
k
)，k＝1，
…
，K中东方向坐标的最大值x
max
、最小值x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘澹宁，龙林园，
申请(专利权)人：湖南猎航电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：