基于多方向偏振光导航传感器的定位系统及其定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于多方向偏振光导航传感器的定位系统，包括固定架体，在固定架体的任意两个平面上分别安装有测量入射光最大偏振方向的偏振光角度传感器，在固定架体的一基准面上安装有水平传感器和方向传感器，该系统还包括上位计算机，所述上位计算机内设置有天文历查询模块和地磁信息查询模块。该系统结合偏振光导航技术和天文知识通过固定架体上的方向传感器、偏振光角度传感器和水平传感器的测量值，通过上位计算机内的地磁信息查询模块查询地磁偏角数据信息，通过天文历查询模块查询某时刻的太阳赤纬δ数值和某日期的真太阳时时差，根据上述数据信息采用本发明公开的算法通过计算得到载体的经纬度。
【专利说明】基于多方向偏振光导航传感器的定位系统及其定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位系统及其定位方法，尤其涉及基于多方向偏振光导航传感器的定位系统及其定位方法。
【背景技术】
[0002]目前的定位技术主要包括卫星导航、惯性导航、天文导航和无线电导航等。卫星和无线电导航由于是人造信号，容易受到干扰。惯性导航误差随时间积累，很难进行精确定位。天文导航的装置成本高，计算过程复杂。现有技术中公开的专利号:(CN 103115623A)，以偏振光导航技术为核心的定位技术，无法实现实时定位，该技术方案需要测量不同时刻的偏振光角度传感器最大偏振方向，才能解算经纬度，同时暗含了一个要求，即前后两次测量载体位置不能变化。该技术不能实时给出位置信息，而且时间间隔过短时，给出的位置信息的可靠性和准确性会显著下降。方向传感器即电子罗盘在使用时需要结合地理位置来获得磁偏角数据信息，才能给出真北方向，而现有技术中公开的专利号:(CN103115623A)没有考虑到该问题。
【发明内容】
[0003]根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于多方向偏振光导航传感器的定位系统，包括由至少两个平面构成的固定架体，在固定架体的任意两个平面上分别安装有测量入射光最大偏振方向的偏振光角度传感器，在固定架体的一基准面上安装有测量该平面是否水平的水平传感器和测量地磁北向的方向传感器，该系统还包括接收所述偏振光角度传感器、水平传感器和方向传感器传送的数据信息、对数据信息进行处理输出经纬度信息的上位计算机，所述上位计算机(内设置有天文历查询模块和地磁信息查询模块。
[0004]一种基于多方向偏振光导航传感器的定位系统的定位方法:包括以下步骤: [0005]S1:根据水平传感器的测量值，调整固定架体的基准面的水平调整座，将该基准面调整至水平；
[0006]S2:米用方向传感器测量其自身方向与地磁北向的夹角α M，假设地磁偏角为α磁#^，则该方向传感器与地理北向的夹角α = ct βΛ + α *(_，从偏振光角度传感器中选出两个测量T(世界时)时刻的入射光的最大偏振方向91和θ2;
[0007]S3:通过上位计算机内的天文历查询模块查询T时刻的太阳赤纬δ ；
[0008]S4:上位计算机接收所述方向传感器和偏振光角度传感器传送的数据信息，根据天空中偏振光分布规律即任意最大偏振方向矢量均垂直于太阳方向矢量以及固定架体各个平面的空间关系计算伪太阳方位角K’和太阳高度角hs ；
[0009]S5:由天文学知识有:.
【权利要求】
1.一种基于多方向偏振光导航传感器的定位系统，其特征在于:包括由至少两个平面构成的固定架体(1)，在固定架体(1)的任意两个平面上分别安装有测量入射光最大偏振方向的偏振光角度传感器(3)，在固定架体(1)的一基准面上安装有测量该平面是否水平的水平传感器(2)和测量地磁北向的方向传感器(4)，该系统还包括接收所述偏振光角度传感器(3)、水平传感器(2)和方向传感器(4)传送的数据信息、对数据信息进行处理输出经纬度信息的上位计算机(5)，所述上位计算机(5)内设置有天文历查询模块(6)和地磁信息查询模块(7)。
2.一种基于多方向偏振光导航传感器的定位系统的定位方法:其特征在于包括以下步骤: S1:根据水平传感器(2)的测量值，调整固定架体(1)的基准面的水平调整座，将该基准面调整至水平； S2:采用方向传感器(4)测量其自身方向与地磁北向的夹角Ciftt，假设地磁偏角为α磁偏角，则该方向传感器(4)与地理北向的夹角a = a &it + a磁偏角,从偏振光角度传感器(3)中选出两个测量T(世界时)时刻的入射光的最大偏振方向9工和θ2; 53:通过上位计算机(5)内的天文历查询模块(6)查询T时刻的太阳赤纬δ ； 54:上位计算机(5)接收所述方向传感器(4)和偏振光角度传感器(3)传送的数据信息，根据天空中偏振光分布规律即任意最大偏振方向矢量均垂直于太阳方向矢量以及固定架体(1)各个平面的空间关系计算伪太阳方位角K’和太阳高度角hs ； 55:由天文学知识有:
3.根据权利要求2所述的基于多方向偏振光导航传感器的定位系统的定位方法:其特征还在于:采用偏振光角度传感器(3)测量最大偏振方向时，入射光从上或者斜上方向入射到偏振光角度传感器(3)的感光面上。
4.根据权利要求2所述的基于多方向偏振光导航传感器的定位系统的定位方法:其特征还在于:所述地磁偏角为`a 与经纬度组合一一对应。
【文档编号】G01C21/00GK103822629SQ201410088363
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】褚金奎, 王寅龙, 张然, 王璐, 王志文, 关乐, 崔岩 申请人:大连理工大学