一种基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法和装置，其中所述方法，包括：依据μ子通量分布，确定用于计算得到移动接收机和参考接收机同时检测到特定μ子事件的间隔时间模型；完成对参考接收机和移动接收机初始时钟同步；分别获取参考接收机和移动接收机探测到特定μ子事件的时间序列；分别对参考接收机和移动接收机的时间序列进行修正；基于修正后的时间序列计算移动接收机与参考接收机之间的间隔时间，以及基于间隔时间计算μ子飞行距离；基于μ子飞行距离，计算移动接收机的定位信息。本发明专利技术方案基于μ子探测和时间序列匹配，实现基于特定μ子事件序列识别，使用特定μ子事件修正时间序列，提升了基于μ子探测的导航定位精度。探测的导航定位精度。探测的导航定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于
μ
子探测时间序列修正的导航定位方法和装置


[0001]本说明书涉及导航
，尤其涉及一种基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]极区、深地和深海区域富含宝贵矿产资源的同时具有极高的战略价值，随着人类探索的逐渐深入，如何实现极区、深地和深海的导航定位成为了亟待解决的问题。传统的全球卫星定位系统易受到外界干扰，这会引起的定位精度不准确，会影响导航定位精度。特别是在南北极区域、地表下以及海平面与冰层下卫星的导航定位是不可使用的，严重影响了人们对极区、深地和深海的探索。近来，出现了基于宇宙线μ子的新型被动导航定位技术。宇宙射线通过大气簇射会产生大量粒子，通过衰变后会变成具有强穿透力的μ子，高能μ子在空气中以接近光速传播，在空气中μ子的速度和方向几乎不发生改变。由于宇宙线μ子携带了速度和方向信息，因此宇宙线μ子就具备了确定距离的初步条件。这种宇宙线产生的μ子是随机分布在三维空间中的，因此通过对μ子的运行轨迹进行探测，就可以使系统具备了导航定位的能力。特别是在卫星信号定位困难的区域，由于μ子的高穿透性和大气中广泛存在的特性，可以用于在极地、深海和深地的区域进行探测。但是，传统的μ子探测无法对长距离μ子的时间误差进行有效校正，导致μ子探测技术在对时间积分高度敏感的导航定位领域尚未应用，因此迫切需要一种对μ子探测中的时间误差进行校正，并此原理上搭建出基于μ子探测时间序列修正的导航定位系统。

技术实现思路

[0003]本说明书实施例的目的是针对上述问题，提供一种基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法、装置、电子设备和存储介质。
[0004]为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：
[0005]第一方面，提出一种基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法，构建基于μ子探测时间序列修正的导航定位系统，所述导航定位系统包括移动接收机和/或具有已知位置信息且可时间自修正的参考接收机，所述移动接收机和参考接收机均内置有μ子探测器；适用于所述导航定位系统，所述导航定位方法，包括：
[0006]依据μ子通量分布，确定用于计算得到所述移动接收机和所述参考接收机同时检测到特定μ子事件的间隔时间模型；
[0007]完成对所述参考接收机和所述移动接收机初始时钟同步；
[0008]分别获取所述参考接收机和所述移动接收机探测到所述特定μ子事件的时间序列；
[0009]分别对所述参考接收机和所述移动接收机的所述时间序列进行修正；
[0010]基于修正后的所述时间序列计算所述移动接收机与所述参考接收机之间的所述间隔时间，以及基于所述间隔时间计算μ子飞行距离；
[0011]基于所述μ子飞行距离，计算所述移动接收机的定位信息。
[0012]进一步地，依据μ子通量分布，确定用于计算得到所述移动接收机和所述参考接收机同时检测到特定μ子事件的间隔时间模型，所述时间间隔模型为其中，θ是入射方向与天顶方向夹角，l是移动接收机和参考接收机间距，A是考虑移动接收机和参考接收机的面积，n在一定范围内变化取决于μ子的截断动量、经度和纬度等因素。
[0013]进一步地，所述特定μ子事件包括所述移动接收机进行探测获取特定特征的μ子，所述特定特征包括与所述参考接收机的出射角度相同的入射角，以及，与所述参考接收机的出射能量相近的入射能量。
[0014]进一步地，获取所述参考接收机探测到所述特定μ子事件的时间序列以及对所述参考接收机的所述时间序列进行修正的过程，包括：
[0015]获取所述参考接收机发生所述特定μ子事件的时间序列：
[0016][0017]经过自修正时间后，获取所述参考接收机检测到所述特定μ子事件的时间序列：{K1(t),K2(t),
…
,K
N
(t)}
ref
+δt
ref
，其中，K
N
(t)
ref
表示所述参考接收机第N个所述特定μ子事件发生的时刻，δt
ref
表示使用自修正时间后所述参考接收机的时钟偏差。
[0018]进一步地，获取所述移动接收机探测到所述特定μ子事件的时间序列以及对所述移动接收机的所述时间序列进行修正的过程，包括：
[0019]获取所述移动接收机发生所述特定μ子事件的时间序列：
[0020]{Ψ1(t),Ψ2(t),
…
,Ψ
N
(t)}
move
；
[0021]通过与所述参考接收机所述特定μ子事件的所述时间序列进行逻辑运算和阈值分析，获取修正后的所述参考接收机发生所述特定μ子事件的时间序列：其中，K
N
(t)
move
表示所述移动接收机第N个所述特定μ子事件发生的时刻，δt
move
表示所述移动接收机本身固有的时间误差，k
move
(t
move
,T)表示移动接收机时钟随时间和温度T的漂移系数，t
move
表示移动接收机时钟的具体时刻，表示第i次所述特定μ子事件的时刻t
i
相对于移动接收机上一次修正时刻所述特定μ子事件的时刻t
i
‑1所经历过的时间长度。
[0022]进一步地，基于修正后的所述时间序列，计算得到所述移动接收机与所述参考接收机之间的μ子飞行距离的过程，包括：
[0023]计算同时经过所述参考接收机和所述移动接收机的所述特定μ子事件的所述平均时间间隔：时间间隔：
[0024]计算所述移动接收机与所述参考接收机间的μ子飞行距离：ρ
N
＝βcΔt
N
，其中，c表示光速，β表示通过能量计算出的μ子飞行速度与光速c的比值。
[0025]进一步地，所述移动接收机对应于多个所述参考接收机多次获取并修正时间序列，以及基于所述移动接收机对应于多个所述参考接收机多次获取并修正的所述时间序列，计算得到多个所述移动接收机与所述参考接收机之间的μ子飞行距离。
[0026]进一步地，基于所述μ子飞行距离计算所述移动接收机的定位信息的过程，包括：
[0027]获取多个所述参考接收机的所述定位信息；以及，
[0028]结合所述移动接收机与多个所述参考接收机之间计算获取的多个所述μ子飞行距离，选择相应数学模型计算所述移动接收机的定位信息。
[0029]第二方面，提出一种基于μ子探测时间序列修正的导航定位装置，构建基于μ子探测时间序列修正的导航定位系统，所述导航定位系统包括移动接收机和/或具有已知位置信息且可时间自修正的参考接收机，所述移动接收机和参考接收机均内置有μ子探测器；适用于所述导航定位系统，所述导航定位装置，包括：
[0030]第一模块，能够依据μ子通量分布，确定用于计算得到所述移动接收机和所述参考接收机同时检测到特定μ子事件的间隔时间模型；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法，其特征在于，构建基于μ子探测时间序列修正的导航定位系统，所述导航定位系统包括移动接收机和/或具有已知位置信息且可时间自修正的参考接收机，所述移动接收机和参考接收机均内置有μ子探测器；适用于所述导航定位系统，所述导航定位方法，包括：依据μ子通量分布，确定用于计算得到所述移动接收机和所述参考接收机同时检测到特定μ子事件的间隔时间模型；完成对所述参考接收机和所述移动接收机初始时钟同步；分别获取所述参考接收机和所述移动接收机探测到所述特定μ子事件的时间序列；分别对所述参考接收机和所述移动接收机的所述时间序列进行修正；基于修正后的所述时间序列计算所述移动接收机与所述参考接收机之间的所述间隔时间，以及基于所述间隔时间计算μ子飞行距离；基于所述μ子飞行距离，计算所述移动接收机的定位信息。2.根据权利要求1所述的基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法，其特征在于，依据μ子通量分布，确定用于计算得到所述移动接收机和所述参考接收机同时检测到特定μ子事件的间隔时间模型，所述时间间隔模型为其中，θ是入射方向与天顶方向夹角，l是移动接收机和参考接收机间距，A是考虑移动接收机和参考接收机的面积，n在一定范围内变化取决于μ子的截断动量、经度和纬度等因素。3.根据权利要求2所述的基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法，其特征在于，所述特定μ子事件包括所述移动接收机进行探测获取特定特征的μ子，所述特定特征包括与所述参考接收机的出射角度相同的入射角，以及，与所述参考接收机的出射能量相近的入射能量。4.根据权利要求3所述的基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法，其特征在于，获取所述参考接收机探测到所述特定μ子事件的时间序列以及对所述参考接收机的所述时间序列进行修正的过程，包括：获取所述参考接收机发生所述特定μ子事件的时间序列：经过自修正时间后，获取所述参考接收机检测到所述特定μ子事件的时间序列：{K1(t),K2(t),
…
,K
N
(t)}
ref
+δt
ref
，其中，K
N
(t)
ref
表示所述参考接收机第N个所述特定μ子事件发生的时刻，δt
ref
表示使用自修正时间后所述参考接收机的时钟偏差。5.根据权利要求4所述的基于μ子探测时间序列修正的导航定位方法，其特征在于，获取所述移动接收机探测到所述特定μ子事件的时间序列以及对所述移动接收机的所述时间序列进行修正的过程，包括：获取所述移动接收机发生所述特定μ子事件的时间序列：{Ψ1(t),Ψ2(t),
…
,Ψ
N
(t)}
move
；通过与所述参考接收机所述特定μ子事件的所述时间序列进行逻辑运算和阈值分析，获取修正后的所述参考接收机发生所述特定μ子事件的时间序列：其中，
K
N
(t)

【专利技术属性】
技术研发人员：张春熹，李皓阳，刘炳琪，田龙杰，李天琦，肖听雨，王宇轩，解静，张强，苏国华，孙婧，程浩，卢鑫，刘文钊，杨艳强，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六九零一部队二四分队，
类型：发明
国别省市：