专利名称：一种远距离任意目标的三维定位方法
技术领域：
本发明涉及一种目标的快速三维定位方法，特别是一种远距离任意目标的定位方法。
背景技术：
运动目标的三维定位有通过无线电定位的，通过 发射无线电波，得到回波的多普勒信号，也有通过光学经纬仪、红外跟踪仪、全球定位系统、雷达等，用于满足不同定位需求。运动目标的全球定位是在运动目标体内安装全球定位器完成，要求获取运动目标的全球定位信息，显然需要测量或运动目标给出信息。敌方的运动目标是不会给出自已的全球定位信息的，需要借助测量仪器。如果由两个确定的定位体借助测距是能实现这一任务，但前提是两个确定的定位体的信息是由一方获知的。
发明内容
本发明的目的是提供一种目标距离无法测量的远距离任意目标的三维定位方法。本发明的目的是这样实现的，一种远距离任意目标的三维定位方法，其特征是至少包括第一参考目标定位单元，第二参考目标定位单元，由第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元的空间定位单元确定第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元之间的距离和空间方位，由第一参考目标定位单元通过光学方法获取第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元与目标体的夹角，由第二参考目标定位单元通过光学方法获取第二参考目标定位单元和第一参考目标定位单元与目标体的夹角，第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元进行无线通信获取对方的gps定位信息，由第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元根据三角形的一个边长、两个夹角计算出目标体的空间目标。所述的第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元具有相同的结构。所述的第一参考目标定位单元或第二参考目标定位单元包括处理器、通信机、空间定位单元、电子罗盘和陀螺和光学目标定位器，第一参考目标定位单元通过第一光学目标定位器寻找目标体，目标体定位后，通过第一电子罗盘和第一陀螺确定第一参考目标定位单元与第二参考目标定位单元和目标体的角度a ;第二参考目标定位单元通过第二光学目标定位器寻找目标体，目标体定位后，通过电子罗盘和陀螺确定第二参考目标定位单元和第一参考目标定位单元与目标体的角度b，第一处理器和第二处理器之间通过通信机互换互补信息，依据三角形公式计算目标体的空间定位信息。所述的第一参考目标定位单元或第二参考目标定位单元或是移动目标或是固定目标。本发明的优点是通过两个参考目标定位单元自身获空间定位信息和通过光学目标定位单元确定目标角度信息，相互之间进行无线通信交换信息，最后通过三角形公式计算出目标体的空间定位，实现了对无法测量目标距离的快速定位。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明
图I是本发明实施例原理 图2是第一参考目标定位单元或第二参考目标定位单元电路框图； 图3是本发明实施例光学目标定位器结构图。图中，I、第一参考目标定位单元；2、第二参考目标定位单元；3、目标体；4、处理器；5、通信机；6、空间定位单元；7、电子罗盘；8、陀螺仪；9、光学目标定位器；10、存贮器；11、显示器；12、键盘电路；13、座体；14、大半圆腔；15、球体；16、平行望远镜；17、水面；18、参考点；19、转动体。
具体实施例方式如图I所示，本发明至少包括第一参考目标定位单元I，第二参考目标定位单元2，由第一参考目标定位单元I和第二参考目标定位单元2的空间定位单元6确定第一参考目标定位单元I和第二参考目标定位单元2之间的距离L和空间三维座标，由第一参考目标定位单元I通过光学方法获取第一参考目标定位单元I和第二参考目标定位单元2与目标体3的夹角a，由第二参考目标定位单元2通过光学方法获取第二参考目标定位单元2和第一参考目标定位单元I与目标体3的夹角b，第一参考目标定位单元I和第二参考目标定位单元2进行无线通信获取对方的空间三维座标，由第一参考目标定位单元I和第二参考目标定位单元2根据三角形的一个边长、两个夹角计算出目标体3的距离、方位，确定其空间三维座标。空间三维座标坐标原点O (Il)为某个时间点某个物体的即时所处位置，12为另一后续时间点Il所处位置，以11、12所处平面为Z轴原点，方向为X或Y轴方向，该物体沿着正轴方向运动。当设置某物体的即时位置为原点时，随着时间的推移，该物体将运动远离原点，而该坐标原点是一个静止的空间位置，与该物体的运动无关，通过计算方法可以计算出该原点位置，即通过其他物体的运动及相关位置反推坐标原点，通过多个参考点及验证方法可以较精确地确定坐标系的原点位置，从而确立单一宇宙空间坐标系。绝对坐标以静止的O点位原点的坐标系；相对坐标以运动的I点为坐标原点的坐标系。如图2所示，第一参考目标定位单元I和第二参考目标定位单元2具有相同的结构，处在不同的空间位置，第一参考目标定位单元I或第二参考目标定位单元2或是移动目标或是固定目标。第一参考目标定位单元I或第二参考目标定位单元2包括处理器4、无线通信机5、空间定位单元6、电子罗盘7和陀螺仪8和光学目标定位器9，此外为了操作方便还连接有输入键盘电路12、输出显示器11，对采集的信息进行处理时需要的存贮器10，处理器4通过接口与无线通信机5、空间定位单元6、电子罗盘7和陀螺仪8和光学目标定位器9电连接，同时通过扩展接口电连接键盘电路12、输出显示器11和存贮器10。工作时，第一参考目标定位单兀I通过第一光学目标定位器9寻找目标体,第一光学目标定位器9是一套带平行望远镜的三维转动平台，通过三维转动平台转动带动平行望远镜寻找目标体，使平行望远镜的十字线落在目标体的参考点上，目标体的参考点上给出一个编码信息，然后对目标体3定位，定位后处理器4通过接口读取电子罗盘7和陀螺仪8的信息，通过电子罗盘7和陀螺仪8确定第一参考目标定位单元I与第二参考目标定位单元2和目标体3的角度a。与此同时，第二参考目标定位单元2也通过光学目标定位器9寻找目标体3，通过三维转动平台转动带动平行望远镜寻找目标体，使平行望远镜的十字线落在目标体的同参考点上，目标体的参考点上给出相同的编码信息，对目标体3定位,定位后处理器4通过接口读取电子罗盘7和陀螺仪8的信息，通过电子罗盘7和陀螺仪8确定第二参考目标定位单元2和第一参考目标定位单元I与目标体3的角度b，第二参考目标定位单元2处理器和第一参考目标定位单元I的处理器之间通过无线通信机通信互换互补信息，最后由处理器4依据三角形公式计算目标体的空间定位信息。如图3所示，给出光学目标定位器9的实施例结构图，包括座体13，座体13有一个大半圆腔14，球体15由大半圆腔14定位并在其内三维转动，球体15通过连接杆连接转动体19，转动体19内有电子罗盘7和陀螺仪8，转动体转动时，电子罗盘7和陀螺仪8实时给出方位信息。转动体19内有平行望远镜16，通过平行望远镜16寻找目标体3，目标体3或是水面17目标或是空中目标，平行望远镜16确定一个目标体3内的参考点18。 为了使平行望远镜16得到像容易让人眼方便观看，平行望远镜16通过一个数码成像系统将目镜中的图像显示在显示器11，这样可以大面积由人眼配合寻找目标体3。电子罗盘是三维电子罗盘，它应用三轴磁阻传感器测量平面地磁场，双轴倾角补偿，和GPS配合可以做盲区导航，和陀螺配合做三维定位。陀螺仪可以跟踪位置变化，在某个时刻得到了当前所在位置，然后只要陀螺仪一直在运行，根据数学计算，就可以知道行动轨迹。所以陀螺仪最常见的应用就是导航仪，在GPS没有信号时，通过陀螺仪的作用仍然能够继续精确导航。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
权利要求
1.一种远距离任意目标的三维定位方法，其特征是至少包括第一参考目标定位单元，第二参考目标定位单元，由第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元的空间定位单元确定第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元之间的距离和空间方位，由第一参考目标定位单元通过光学方法获取第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元与目标体的夹角，由第二参考目标定位单元通过光学方法获取第二参考目标定位单元和第一参考目标定位单元与目标体的夹角，第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元进行无线通信获取对方的gpS定位信息，由第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元根据三角形的一个边长、两个夹角计算出目标体的空间目标。
2.根据权利要求I所述的一种远距离任意目标的三维定位方法，其特征是所述的第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元具有相同的结构。
3.根据权利要求I所述的一种远距离任意目标的三维定位方法，其特征是所述的第一参考目标定位单元或第二参考目标定位单元包括处理器、通信机、空间定位单元、电子罗盘和陀螺和光学目标定位器，第一参考目标定位单元通过第一光学目标定位器寻找目标体，目标体定位后，通过第一电子罗盘和第一陀螺确定第一参考目标定位单元与第二参考目标定位单元和目标体的角度a;第二参考目标定位单元通过第二光学目标定位器寻找目标体，目标体定位后，通过电子罗盘和陀螺确定第二参考目标定位单元和第一参考目标定位单元与目标体的角度b，第一处理器和第二处理器之间通过通信机互换互补信息，依据三角形公式计算目标体的空间定位信息。
4.根据权利要求I所述的一种远距离任意目标的三维定位方法，其特征是所述的第一参考目标定位单元或第二参考目标定位单元或是移动目标或是固定目标。
全文摘要
本发明涉及一种目标的快速三维定位方法，特别是一种远距离任意目标的定位方法,其特征是至少包括第一参考目标定位单元，第二参考目标定位单元，由第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元的空间定位单元确定第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元之间的距离和空间方位，由第一参考目标定位单元通过光学方法获取第一参考目标定位单元和第二参考目标定位单元与目标体的夹角，由第二参考目标定位单元通过光学方法获取第二参考目标定位单元和第一参考目标定位单元与目标体的夹角。它提供了一种目标距离无法测量的远距离任意目标的三维定位方法。
文档编号G01C21/00GK102967308SQ20121053099
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者王鹏博, 翼邦杰, 陈谦, 王魏, 吴英俊, 闫丁川, 杨丽萍 申请人:西安东风仪表厂