本發(fā)明涉及導(dǎo)航定位領(lǐng)域，尤其涉及一種協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、全球定位導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、民用的眾多領(lǐng)域，幾何精度因子(geometric?dilution?of?precision，gdop)是評(píng)估衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位性能的基本指標(biāo)，未來(lái)將在協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)型優(yōu)化等方面發(fā)揮更廣泛更重要的作用。

2、協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)有效節(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立探測(cè)目標(biāo)信號(hào)源發(fā)射信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻，探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的所有組成節(jié)點(diǎn)都經(jīng)過(guò)精確的對(duì)時(shí)和校準(zhǔn)，基于有效節(jié)點(diǎn)測(cè)量得到的偽距和節(jié)點(diǎn)自身已知的空間位置坐標(biāo)，即可解算得到被測(cè)目標(biāo)的空間位置。

3、傳統(tǒng)的gdop計(jì)算方法中存在一些復(fù)雜運(yùn)算和無(wú)效運(yùn)算，耗費(fèi)了寶貴的計(jì)算資源，難以滿足接收機(jī)實(shí)時(shí)解算、連續(xù)定位的要求。

4、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，目前還沒(méi)有一個(gè)有效的通用解決方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法及系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)四元定位系統(tǒng)與多元定位系統(tǒng)進(jìn)行分類計(jì)算，且在計(jì)算過(guò)程中通過(guò)構(gòu)建觀測(cè)矩陣計(jì)算子式，并通過(guò)子式計(jì)算各系統(tǒng)的幾何精度因子，從而實(shí)時(shí)、快速計(jì)算出幾何精度因子，以解決現(xiàn)有技術(shù)中幾何精度因子計(jì)算速度慢，實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法，包括：s1、獲取被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)(z，y，z)及探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)(xi，yi，zi)，其中，i為探測(cè)陣元數(shù)量；s2、根據(jù)所述探測(cè)陣元數(shù)量將系統(tǒng)分為四元定位系統(tǒng)及多于四元的多元定位系統(tǒng)；s3、對(duì)于四元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)(x，y，z)及四元定位系統(tǒng)中的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)(xi，yi，zi)，構(gòu)建第一觀測(cè)矩陣j：

3、

4、對(duì)于多元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)(x，y，z)及多元探測(cè)系統(tǒng)中的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)(xi，yi，zi)構(gòu)建第二觀測(cè)矩陣a：

5、

6、其中，

7、s4、對(duì)于四元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述第一觀測(cè)矩陣j分別構(gòu)建偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi；對(duì)于多元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述第二觀測(cè)矩陣a分別構(gòu)建代數(shù)余子式a11，a22，a33；s5、對(duì)于四元定位系統(tǒng)，根據(jù)偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi計(jì)算得到幾何精度因子；對(duì)于多元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述代數(shù)余子式a11，a22，a33計(jì)算得到幾何精度因子。

8、進(jìn)一步可選的，所述偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi根據(jù)下式計(jì)算得到：

9、

10、

11、進(jìn)一步可選的，所述代數(shù)余子式a11，a22，a33表示為：

12、

13、進(jìn)一步可選的，所述根據(jù)偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi計(jì)算得到幾何精度因子，通過(guò)下式計(jì)算：

14、

15、進(jìn)一步可選的，所述根據(jù)所述代數(shù)余子式a11，a22，a33計(jì)算得到幾何精度因子，通過(guò)下式計(jì)算：

16、

17、另一方面，本發(fā)明還提供了一種協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)(x，y，z)及探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)(xi，yi，zi)，其中，ι為探測(cè)陣元數(shù)量；分類模塊，用于根據(jù)所述探測(cè)陣元數(shù)量將系統(tǒng)分為四元定位系統(tǒng)及多于四元的多元定位系統(tǒng)；觀測(cè)矩陣構(gòu)建模塊，用于對(duì)于四元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)(x，y，z)及四元定位系統(tǒng)中的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)(xi，yi，zi)，構(gòu)建第一觀測(cè)矩陣j：

18、

19、對(duì)于多元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)(x，y，z)及多元探測(cè)系統(tǒng)中的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)(zi，yi，zi)構(gòu)建第二觀測(cè)矩陣α：

20、

21、其中，

22、子式構(gòu)建模塊，用于對(duì)于四元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述第一觀測(cè)矩陣j分別構(gòu)建偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi；對(duì)于多元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述第二觀測(cè)矩陣α分別構(gòu)建代數(shù)余子式a11，a22，a33；幾何精度因子計(jì)算模塊，用于對(duì)于四元定位系統(tǒng)，根據(jù)偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi計(jì)算得到幾何精度因子；對(duì)于多元定位系統(tǒng)，根據(jù)所述代數(shù)余子式a11，a22，a33計(jì)算得到幾何精度因子。

23、進(jìn)一步可選的，所述偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi根據(jù)下式計(jì)算得到：

24、

25、進(jìn)一步可選的，所述代數(shù)余子式a11，a22，a33表示為：

26、

27、進(jìn)一步可選的，所述根據(jù)偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi計(jì)算得到幾何精度因子，通過(guò)下式計(jì)算：

28、

29、進(jìn)一步可選的，所述根據(jù)所述代數(shù)余子式a11，a22，a33計(jì)算得到幾何精度因子，通過(guò)下式計(jì)算：

30、

31、上述技術(shù)方案具有如下有益效果：本發(fā)明避免了gdop傳統(tǒng)計(jì)算方法中的矩陣求逆運(yùn)算和無(wú)效運(yùn)算，降低了gdop的運(yùn)算量，提高了gdop計(jì)算速度，保證可在定位過(guò)程中實(shí)時(shí)計(jì)算幾何精度因子，以及時(shí)提高導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度；另外對(duì)四元定位系統(tǒng)與多元定位系統(tǒng)分類進(jìn)行計(jì)算，提高各類系統(tǒng)中的計(jì)算精確度。

技術(shù)特征：

1.一種協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法，其特征在于，所述偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi根據(jù)下式計(jì)算得到：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法，其特征在于，所述代數(shù)余子式a11，a22，a33表示為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi計(jì)算得到幾何精度因子，通過(guò)下式計(jì)算：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述代數(shù)余子式a11，a22，a33計(jì)算得到幾何精度因子，通過(guò)下式計(jì)算：

6.一種協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi根據(jù)下式計(jì)算得到：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述代數(shù)余子式a11，a22，a33表示為：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)偏微分式j(luò)xi，jyi，jzi計(jì)算得到幾何精度因子，通過(guò)下式計(jì)算：

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述代數(shù)余子式a11，a22，a33計(jì)算得到幾何精度因子，通過(guò)下式計(jì)算：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種協(xié)同探測(cè)網(wǎng)絡(luò)幾何精度因子計(jì)算方法及系統(tǒng)，其中，該方法包括：獲取被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)及探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)；根據(jù)探測(cè)陣元數(shù)量將系統(tǒng)分為四元定位系統(tǒng)及多元定位系統(tǒng)；對(duì)于四元定位系統(tǒng)，根據(jù)被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)及四元定位系統(tǒng)中的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)構(gòu)建第一觀測(cè)矩陣：根據(jù)第一觀測(cè)矩陣構(gòu)建偏微分式；根據(jù)偏微分式計(jì)算得到幾何精度因子；對(duì)于多元定位系統(tǒng)，根據(jù)被測(cè)目標(biāo)的空間位置坐標(biāo)及多元探測(cè)系統(tǒng)中的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)構(gòu)建第二觀測(cè)矩陣：根據(jù)第二觀測(cè)矩陣構(gòu)建代數(shù)余子式；根據(jù)代數(shù)余子式計(jì)算得到幾何精度因子。提高幾何精度因子計(jì)算的實(shí)時(shí)性。

技術(shù)研發(fā)人員：崔劍鋒,李瑞,有朋,馬忠成,關(guān)靜巖,吳琪,李偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)船舶集團(tuán)汾西重工有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17