基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质。该方法包括获取卫星的星下点A的坐标；获取目标B的来波方向角和卫星至目标的天底角；在地球表面建立以星下点A、目标B和极点N为顶点的第一球面三角形；极点N为地球南极点或地球北极点；基于第一球面三角形的边角关系、星下点A的坐标、来波方向角和天底角，确定目标B和极点N的位置关系；基于目标B和极点N的位置关系确定目标B的坐标。本发明专利技术利用球面三角学、目标的来波方向角和天底角求解目标与极点的位置关系，只需要使用单颗卫星就能确定目标的坐标，可以解决卫星导航需要4颗以上的可见卫星才能实现定位的问题。4颗以上的可见卫星才能实现定位的问题。4颗以上的可见卫星才能实现定位的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质


[0001]本专利技术涉及卫星定位
，尤其涉及一种基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，对海上船只等移动目标进行导航定位的方法主要有三种：卫星导航、惯性导航、雷达导航。普通的卫星导航方法需要4颗以上的可见卫星才能实现定位，雷达导航则依赖于地面的雷达站，适用性较差；惯性导航存在误差积累的问题，准确性较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质，以解决卫星导航需要4颗以上的可见卫星才能实现定位的问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种基于单颗卫星的目标定位方法，包括：
[0005]获取卫星的星下点A的坐标；
[0006]获取目标B的来波方向角和卫星至目标的天底角；
[0007]在地球表面建立以星下点A、目标B和极点N为顶点的第一球面三角形；极点N为地球南极点或地球北极点；
[0008]基于第一球面三角形的边角关系、星下点A的坐标、来波方向角和天底角，确定目标B和极点N的位置关系；
[0009]基于目标B和极点N的位置关系确定目标B的坐标。
[0010]在一种可能的实现方式中，目标B和极点N的位置关系包括目标B与极点N的距离，以及NA延长线与NB延长线的夹角；
[0011]基于第一球面三角形的边角关系，星下点A的坐标、来波方向角和天底角，确定目标B和极点N的位置关系，包括：<br/>[0012]获取卫星的升交点M的坐标，并在地球表面建立以升交点M、星下点A和第一交点A
’
为顶点的第二球面三角形；第一交点A
’
为NA延长线与赤道的交点；
[0013]基于第二球面三角形的边角关系、升交点M的坐标和星下点A的坐标计算角MAA
’
；
[0014]基于第一球面三角形的边角关系、角MAA
’
和来波方向角计算角NAB；
[0015]建立以卫星S、目标B和地心O为顶点的三角形，并基于天底角和三角形SBO的边角关系计算AB长度；
[0016]基于AB长度、AN长度、角NAB和球面余弦公式计算NB长度，得到目标B和极点N的距离；
[0017]基于AB长度、NB长度、角NAB和球面正弦公式计算角ANB，得到NA延长线与NB延长线的夹角。
[0018]在一种可能的实现方式中，基于目标B和极点N的位置关系确定目标B的坐标，包括：
[0019]基于目标B和极点N的距离计算目标B的纬度；
[0020]基于NA延长线与NB延长线的夹角、以及星下点A的经度计算目标B的经度。
[0021]在一种可能的实现方式中，基于第二球面三角形的边角关系、升交点M的坐标和星下点A的坐标计算中的角MAA
’
，包括：
[0022]基于升交点M的坐标和AA
’
长度和第一公式计算MA
’
的长度，第一公式为：
[0023]MA
′
＝|λ
A
′
‑
λ
M
|
[0024]其中，MA
′
表示MA
’
的长度，λ
A
′
表示第一交点A
’
的经度，λ
M
表示升交点M的经度；
[0025]基于AA
’
的长度、MA
’
的长度和球面直角三角形公式计算MA的长度；
[0026]基于MA的长度和MA
’
的长度计算角MAA
’
。
[0027]在一种可能的实现方式中，建立以卫星S、目标B和地心O为顶点的三角形，并基于天底角和三角形SBO的边角关系计算AB长度，包括：
[0028]基于天底角、地球半径、卫星的轨道高度和正弦定理计算角SBO；
[0029]基于角SBO和地球半径计算AB长度。
[0030]在一种可能的实现方式中，获取卫星的星下点坐标，包括：
[0031]获取卫星的星历；
[0032]在星历中获取卫星在地心地固坐标系中的坐标；
[0033]基于卫星在地心地固坐标系中的坐标计算卫星的星下点坐标。
[0034]第二方面，本专利技术提供了一种基于单颗卫星的目标定位装置，包括：
[0035]第一获取模块，用于获取卫星的星下点A的坐标；
[0036]第二获取模块，用于获取目标B的来波方向角和卫星至目标B的天底角；
[0037]计算模块，用于在地球表面建立以星下点A、目标B和极点N为顶点的第一球面三角形；极点N为地球南极点或地球北极点；
[0038]基于第一球面三角形的边角关系、星下点A的坐标、来波方向角和天底角，确定目标B和极点N的位置关系；
[0039]基于目标B和极点N的位置关系确定目标B的坐标。
[0040]第三方面，本专利技术提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所示基于单颗卫星的目标定位方法的步骤。
[0041]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所示基于单颗卫星的目标定位方法的步骤。
[0042]本专利技术提供一种基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质，该方法包括：获取卫星的星下点A的坐标；获取目标B的来波方向角和卫星至目标的天底角；在地球表面建立以星下点A、目标B和极点N为顶点的第一球面三角形；极点N为地球南极点或地球北极点；基于第一球面三角形的边角关系、星下点A的坐标、来波方向角和天底角，确定目标B和极点N的位置关系；基于目标B和极点N的位置关系确定目标B的坐标。本专利技术利用球面三角学、目标的来波方向角和天底角求解目标与极点的位置关系，只需要使用单颗卫星就能确定目标的坐标，可以解决卫星导航需要4颗以上的可见卫星才能实现定位的问题。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1是本专利技术实施例提供的基于单颗卫星的目标定位方法的应用场景图；
[0045]图2是本专利技术实施例提供的基于单颗卫星的目标定位方法的实现流程图；
[0046]图3是本专利技术实施例提供的基于单颗卫星的目标定位装置的结构示意图；
[0047]图4是本专利技术实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
[0048本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单颗卫星的目标定位方法，其特征在于，包括：获取卫星的星下点A的坐标；获取目标B的来波方向角和所述卫星至所述目标的天底角；在地球表面建立以所述星下点A、所述目标B和极点N为顶点的第一球面三角形；所述极点N为地球南极点或地球北极点；基于所述第一球面三角形的边角关系、所述星下点A的坐标、所述来波方向角和所述天底角，确定所述目标B和极点N的位置关系；基于所述目标B和极点N的位置关系确定所述目标B的坐标。2.根据权利要求1所述的基于单颗卫星的目标定位方法，其特征在于，所述目标B和极点N的位置关系包括所述目标B与极点N的距离，以及NA延长线与NB延长线的夹角；所述基于所述第一球面三角形的边角关系，所述星下点A的坐标、所述来波方向角和所述天底角，确定所述目标B和极点N的位置关系，包括：获取所述卫星的升交点M的坐标，并在地球表面建立以所述升交点M、所述星下点A和第一交点A
’
为顶点的第二球面三角形；所述第一交点A
’
为NA延长线与赤道的交点；基于所述第二球面三角形的边角关系、所述升交点M的坐标和所述星下点A的坐标计算角MAA
’
；基于所述第一球面三角形的边角关系、角MAA
’
和所述来波方向角计算角NAB；建立以所述卫星S、所述目标B和地心O为顶点的三角形，并基于所述天底角和三角形SBO的边角关系计算AB长度；基于AB长度、AN长度、角NAB和球面余弦公式计算NB长度，得到所述目标B和极点N的距离；基于AB长度、NB长度、角NAB和球面正弦公式计算角ANB，得到所述NA延长线与所述NB延长线的夹角。3.根据权利要求2所述的基于单颗卫星的目标定位方法，其特征在于，所述基于所述目标B和极点N的位置关系确定所述目标B的坐标，包括：基于所述目标B和极点N的距离计算所述目标B的纬度；基于所述NA延长线与所述NB延长线的夹角、以及星下点A的经度计算所述目标B的经度。4.根据权利要求2所述的基于单颗卫星的目标定位方法，其特征在于，所述基于所述第二球面三角形的边角关系、所述升交点M的坐标和所述星下点A的坐标计算中的角MAA
’
，包括：基于所述升交点M的坐标和AA
’
长度和第一公式计算MA
’
的长度，所述第一公式为：MA
′
＝|λ
A
′
‑
λ
M
|其中，MA
′
表示MA
’
的长度，λ
A
′
表示所述第一交点A
’
的经度，λ
M
表示所述升交点M的经度；基于AA
’
的长度、MA
’<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文德，康娟，张利云，李靖，
申请(专利权)人：深圳市北斗天宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：