[发明专利]基于多方向偏振光导航传感器的定位系统及其定位方法

说明书

技术领域

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

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

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。

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：

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；

S2：采用方向传感器测量其自身方向与地磁北向的夹角α_磁北，假设地磁偏角为α_磁偏角，则该方向传感器与地理北向的夹角α＝α_磁北+α_磁偏角，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θ₁和θ₂；

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；

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A_s’和太阳高度角h_s；

S5：由天文学知识有：

cosAs=sinδ-sinhssinφcoshscosφ---(a)]]>

sinh_s＝sinφsinδ+cosφcosδcost  (b)

通过天文历查询模块查得观测点T时刻所在日期的真太阳时时差t₀，根据天文学知识有t=η+15(T+t₀)-180，其中：t为观测点在T时刻的太阳时角，φ为观测点的纬度，η为观测点的经度，A_s为真太阳方位角，h_s为太阳高度角；通过地磁信息查询模块查询磁偏角α_磁偏角的数值；

真太阳方位角A_s=α_坐标系-α_磁北-α_磁偏角+A_s’，其中α_坐标系的值由计算时所建立的坐标系之间的关系确定，为已知量；

将真太阳方位角和太阳时角分别代入方程（a）和（b），则有：