手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法，该方法的基本步骤如下：采用张正友棋盘格相机标定法实现对手机相机的标定；利用手机相机对周围环境进行多角度拍摄；基于手机的原始观测数据以及广播星历计算出其概略坐标以及可见卫星的坐标；根据单目相机模型计算出可见卫星投影于手机相机照片上所对应的像素坐标；利用OpenCV将计算得到的卫星像素坐标在手机照片图像中标识出来；根据图像筛选出非视距(Non

【技术实现步骤摘要】
手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法及系统


[0001]本专利技术属于GNSS导航领域，特别涉及一种手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法及系统。

技术介绍

[0002]全球卫星导航系统(Global navigation satellite system，GNSS)是利用卫星在全球范围内为用户提供实时定位服务的空基无线电导航定位系统，具有实时全天候、连续高精度等特点。目前，由美国的GPS、中国的BDS、欧盟的Galileo以及俄罗斯的GLONASS组成的四大全球卫星导航系统，在轨卫星数量超过100颗，导航信号频率达到十余个。这极大地改善了GNSS定位的卫星几何构型，增加了观测值冗余度，提升了GNSS定位的精度与可用性。如今，GNSS精密位置服务逐渐从专业领域的有限需求走向大众用户的广泛需求，以智能手机、无人机、自动驾驶汽车为代表的智能载体，构成了规模庞大的大众应用市场。内置GNSS模块、加速度计、陀螺仪、磁力计和相机等多种传感器的智能手机，正凭借其普遍性、便携性和成本低等优良特性，成为导航与位置服务(Location based service本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法，其特征在于：采用张正友棋盘格相机标定法对手机相机进行标定；利用手机相机对周围环境进行多角度拍摄，并基于手机的原始观测数据以及广播星历计算出其概略坐标以及可见卫星的坐标；剔除不健康的卫星以及低于截止高度角的卫星，并且：若剩余可见卫星数小于选星数目，则将剩余可见卫星作为选星结果；否则，根据单目相机模型计算出可见卫星投影于手机相机照片上所对应的像素坐标，利用OpenCV将计算得到的卫星像素坐标在手机照片图像中标识出来，根据图像筛选出非视距(Non
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line of sight，NLOS)卫星，得到最终的选星结果。2.如权利要求1所述的手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法，其特征在于：打印一张黑白间距已知的棋盘格，并固定在平面上，针对棋盘格拍摄10～20张图片，检测图片中的特征角点，根据角点的位置信息以及图像中的坐标，解算标定用的棋盘格平面到图像平面的单应性矩阵，利用解析解估算方法以及最大似然估计方法得到手机相机内参的最优解。3.如权利要求1所述的手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法，其特征在于：设定选星时间间隔T，每隔时间T对周围环境进行多角度拍摄，同时记录手机的姿态角，基于手机原始观测数据以及多系统卫星广播星历，计算所有可见卫星以及手机在地心地固坐标系下的三维坐标。4.如权利要求1所述的手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法，其特征在于：设定选星数目k，剔除不健康的卫星以及低于截止高度角的卫星，如果剩余可见卫星数小于选星数目，则将剩余可见卫星作为选星结果，否则，根据小孔成像定理构造单目相机模型，代入手机与卫星在地心地固坐标系下的三维坐标、手机的姿态角以及手机相机的内参矩阵，计算剩余可见卫星投影于手机相机图像上像素点对应的像素坐标。5.如权利要求1所述的手机相机辅助的多卫星导航系统选星方法，其特征在于：根据畸变系数对手机相机图像进行畸变修正，利用OpenCV标识出卫星对应的像素点，根据多角度的手机相机图像，筛选出所有未被周围环境遮挡的视距(Line of sight，LOS)卫星，如果某卫星系统的LOS卫星数少于等于1颗，则删去该系统，得到最终的t时刻选星结果，t～t+T以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶贤露，陈爽，朱锋，刘万科，张小红，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：