天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，包括以下步骤：1）确定地表运动单体在多大直径区域内，测得天空偏振模式图变化所引起的信息源误差在设定误差值δ范围内；2）确定以多长的时间间隔进行测量，测得天空偏振模式图变化所引起的信息源误差在设定误差值δ范围内。本发明采用云系统分层运算，对技术方案全过程的各个步骤进行执行以及监控，无需人为进行干涉，既能够减少人为操作的失误，又能够高效率地完成较为庞大、繁复的运算任务，保证了计算的快速和精准。
【专利说明】天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种仿生偏振导航精度的控制方法，特别是关于一种天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法。
【背景技术】
[0002]人类目前已有的导航手段很多，如卫星导航、惯性导航、地磁导航等，而且新的导航手段及方式还在不断涌现，如仿生偏振导航就是其中的一种。仿生偏振导航因其所依赖的天空偏振模式图受环境的影响较大，同时获取天空偏振光方向信息的传感器还有待于进一步完善，因此在应用方面还没有发展起来，目前只停留在理论研究和实验阶段。
[0003]在仿生偏振导航中，误差主要是信息源误差和载体测量误差，信息源误差主要是由天空偏振模式图随时间、空间的变化造成的，从工程实用的角度看，这部分误差在系统允许误差中虽然仅约占10%，但是由于其是偏振导航的应用基础，对导航精度的影响是根本性的，因此，在仿生偏振导航中，如何采用有效的手段对信息源误差进行控制是亟需解决的一个问题。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够对信息源误差进行有效控制的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，包括以下步骤:1)确定地表运动单体在多大直径区域内，测得天空偏振模式图变化所引起的信息源误差在设定误差值δ范围内；2)在步骤I)所确定的区域的基础上，确定以多长的时间间隔进行测量，测得天空偏振模式图变化所引起的信息源误差在设定误差值δ范围内；在所确定的区域和 采样间隔下进行仿生偏振导航，就能够将仿生偏振导航信息源误差控制在S的范围内。
[0006]所述步骤I)包括以下步骤:
[0007]①随机分布单体位置:
[0008]在直径为d的圆面上，随机分布N个偏振光传感器作为运动单体，各单体静止不动且方向相同；
[0009]②单体方位角测量及等效长度转换:
[0010]对各单体同时进行一次方位角^^的测量，其中沽是测量次数沽=1，2，...；j是单体编号，j=l，2，...,N ;用每个单体方位角减去所有单体方位角平均值，将差值折算成等效地理距离ALw ;等效地理距离ALw的算法为:将某个单体与所有单体方位角平均值做差，再将该差值转换为弧度，该弧度值即为该单体与所有单体方位角平均值的差值的等效地理距离Λ Lkj ；
[0011]③信息源空间域误差统计计算:
[0012]计算方位角的统计学误差Δ?:
【权利要求】
1.一种天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，包括以下步骤: 1)确定地表运动单体在多大直径区域内，测得天空偏振模式图变化所引起的信息源误差在设定误差值S范围内； 2)在步骤I)所确定的区域的基础上，确定以多长的时间间隔进行测量，测得天空偏振模式图变化所引起的信息源误差在设定误差值S范围内； 在所确定的区域和采样间隔下进行仿生偏振导航，就能够将仿生偏振导航信息源误差控制在δ的范围内。
2.如权利要求1所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤I)包括以下步骤: ①随机分布单体位置: 在直径为d的圆面上，随机分布N个偏振光传感器作为运动单体，各单体静止不动且方向相同； ②单体方位角测量及等效长度转换: 对各单体同时进行一次方位角a kJ的测量，其中，k是测量次数，k=l，2，...；j是单体编号，j=l,2,...,N ;用每个单体方位角减去所有单体方位角平均值，将差值折算成等效地理距离ALw ;等效地理距离ALw的算法为:将某个单体与所有单体方位角平均值做差，再将该差值转换为弧度，该弧度值即为该单体与所有单体方位角平均值的差值的等效地理距离 Λ Lkj ； ③信息源空间域误差统计计算: 计算方位角的统计学误差:
3.如权利要求1或2所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤: ①标准模式直径区域内随机分布单体:在通过所述步骤I)计算得到的标准模式直径为瓦的区域内，随机分布N*个偏振光传感器作为运动单体，各单体静止不动且方向相同； ②各单体方位角单步测量: 在相隔时间为AT1的时刻Tk，k=l，2，...，Z，令各单体分别执行单体方位角测量计算； ③控制总采样时间: 在总采样时间AT=(Z-1) AT1内累计得到Z组、每组N*个单体的方位角aw，k=l，`2，...，Z;j=l，2，...，N ； ④各单体信息源时间域误差统计计算: 计算各单体Z个方位角的统计学误差:
4.如权利要求2所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤I)中的控制和计算由云系统完成，完成步骤I)的所述云系统分为六层，第一层执单体位置随机分布，第二层执行各单体进行一次方位角测量计算以及等效长度转换计算，第三层执行信号源空间域误差统计值计算的操作；每层的操作运算都由N个单体参加并且同时并行地执行，单体测量任务由各单体独立完成，获取原始数据后将其以数据包方式送往云服务器；第四层执行误差评估，第五层执行m次重复性实验的逻辑控制和统计学计算的总体性计算操作控制，第六层执行标准模式直径统计值计算。
5.如权利要求3所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤2 )中的控制和计算由云系统完成，每次基本实验由N*个单体各自在Z个采样时刻执行，完成步骤2)的所述云计算系统分为九层，分别对应执行以下九种运算或操作:执行单体位置随机分布、一个采样时刻的方位角测量计算、按采样时刻的递进而重复Z次测量的逻辑控制、Z次采样信息源时间域误差水平平均、信号源时域误差评估与采样间隔的调整、单体操作步骤检查与控制、单体信号源时域误差的时域统计平均、m次重复性实验的逻辑控制、重复性实验结果的统计平均；上述九种并行计算、操作过程中的所有测量和数据输送操作由服务器控制完成，各单体的依时递进性循环、搜寻性循环以及重复性实验循环的逻辑过程由云服务器视其完成情况控制执行。
6.如权利要求2或4或5所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤1)的步骤①中优选的运动单体数量范围为80~120。
7.如权利要求3所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤2)的步骤①中优选的运动单体数量范围为8~15。
8.如权利要求4或5所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤2)的步骤①中优选的运动单体数量范围为8~15。
9.如权利要求3所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤1)的步骤⑤和步骤2)的步骤⑧中，重复性实验的次数优选为100~1000次。
10.如权利要求4或5或7所述的天空模式图对仿生偏振导航精度影响的云计算控制方法，其特征在于，所述步骤1)的步骤⑤和步骤2)的步骤⑧中，重复性实验的次数优选为.100 ~1000 次。
【文档编号】G01C21/00GK103776444SQ201410043123
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】晏磊, 刘岳峰, 陈伟, 关桂霞, 张飞舟, 谭翔, 鲁云飞, 韩建国, 杨彬, 路颖 申请人:北京大学