申请/专利权人：中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所;北京长城航空测控技术研究所有限公司;北京瑞赛长城航空测控技术有限公司

申请日：2023-12-12

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117906603A

主分类号：G01C21/20

分类号：G01C21/20;G01C3/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.07#实质审查的生效;2024.04.19#公开

摘要：本发明提供一种船舶动态测距定位方法，具体步骤包括：S1、船舶外周测量点的数据处理与滤波，采用剔除法测量点测得的初始数据进行预处理；S2、船舶球心拟合虚拟样本生成，采用高斯分布虚拟样本生成算法模拟出船舶外周测量点的虚拟样本球心半径和坐标；S3、船舶定位点的锁定与动态追踪，跟踪目标船舶，获得多点多位动态数据，建立船舶完整局部坐标系，确定船舶定位点在船舶内局部坐标系下的精确位置，实现船舶的多姿态空间标定，本发明实现空间基站对船舶的全局跟踪和位姿定位校准，解决船船舶测量中因被测件形状复杂或者被测表面材质特性使应用受到限制的问题，能满足船舶测距定位的需求，在军事和民用领域有广阔的应用前景。

主权项：1.一种船舶动态测距定位方法，其特征在于，具体步骤包括：S1、船舶外周测量点的数据处理与滤波，选取船舶外周作为测量点，采用剔除法对激光传感器针对测量点测得的初始数据进行预处理，去除尖峰和异常突变数据；其包括粗基准球心计算和数据滤波，具体子步骤为：S11、根据船舶外周测量点初步拟合粗基准球心，将全部初始数据分为多个局部数据组，分别拟合其球心，计算每个球心的权重，权重值最高的球心为初步拟合的粗基准球心；S12、滤波算法阈值计算，计算粗基准球心与所有局部数据组中数据点的距离作为球心半径样本，并计算船舶球心半径样本的距离标准差作为阈值；S13、剔除跳动点，根据距离标准差，判断各局部数据组的数据点与球心的距离是否在规定范围之内，并以此为依据剔除跳动点；S14、判断数据滤波是否结束，若滤波有数据点剔除，则使用滤波后的数据点重新拟合球心作为粗基准球心，再次执行步骤S12和S13；若滤波无数据点剔除，则滤波结束，并获得滤波后的粗基准球心；S2、船舶球心拟合虚拟样本生成，采用高斯分布虚拟样本生成算法模拟出船舶外周测量点的虚拟样本球心半径和坐标，具体子步骤为：S21、输入待拟合的船舶球面信息，分配变量存储球心信息数据；S22、分配空间存储船舶球面样本数据和高斯噪声半径；S23、加载船舶球心半径噪声，依据船舶球心半径分别执行一次加载半径噪声和极坐标取值，计算船舶球面坐标；S24、计算生成船舶虚拟样本的球心半径和坐标；S3、船舶定位点的锁定与动态追踪，跟踪目标船舶，获得多点多位动态数据，建立船舶完整局部坐标系，确定船舶定位点在船体内局部坐标系下的位置，实现船舶的多姿态空间标定；S31、根据船舶球面方程拟合出船舶的球心坐标和球半径；S32、根据船舶球面方程对观测向量中的随机元素线性化，即在球面点坐标x0,y0,z0处线性化，舍弃二阶极小项，将参数估值线性化，得到船舶球心半径R，即在a0、b0、c0、r0处线性化，同样舍弃二阶极小项，得到：2x0-2a0Δx+2y0-2b0Δy+2z0-2c0Δz＝2x0-2a0Δa+2y0-2b0Δb+2z0-2c0Δc+2r0Δr-x02+y02+z02+a02+b02+c02-r02-2a0x0-2b0y0-2c0z0依次化简方程，得到船舶球心半径R： S33、对船舶球心坐标的动态追踪，已知标定姿态、测量姿态坐标系在各方向上尺度缩放比例一致，两坐标系的转换关系用旋转参数、平移参数和比例参数表示，已知三点在标定姿态和测量姿态坐标系中的坐标，实现对船舶球心坐标的动态跟踪。

全文数据：

权利要求：

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