CN105911576A - 确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法及装置。该方法包括：固定分系统、校准设备的位置；获取主校准、副校准系统设备的第一位置和第二位置信息，并确定副校准系统设备在主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息；确定副分系统设备在副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并确定副分系统设备在主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息；确定主分系统设备在主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并确定副分系统在主分系统对应坐标系下的位置信息。本发明可以解决现有技术将分系统的位置中心与校准设备对应的位置中心默认重合而导致获取的副分系统相对于主分系统的位置信息误差相对较大的问题。

Description

确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法及装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法及装置。

背景技术

目前，在许多应用场景中，例如，交通工具的导航、大气物理的观测、天体的运动等分布式协同系统，均需要对该系统中的各分系统进行定位处理，具体地，通常根据一个分系统(主分系统)的位置信息确定另一个分系统(副分系统)相对于该主分系统的位置信息。

现有技术在获取副分系统相对于主分系统的位置信息时，会在主分系统和副分系统上分别设置有主分系统设备和副分系统设备，该主分系统设备和副分系统设备具体用于测取该副分系统相对于该主分系统的位置信息；而且，通常为了对分系统设备测取的副分系统相对于主分系统的位置信息的准确性进行判断和修正，会在该主分系统和副分系统的附近分别设有主校准系统设备和副校准系统设备，该校准设备同样用于测取该副分系统相对于该主分系统的位置信息；最后，根据校准设备测取的位置信息和分系统设备测取的位置信息，确定该副分系统相对于主分系统的位置信息的误差范围，并根据该误差范围对分系统设备测得的位置信息进行修正，从而得到较为精确的该副分系统相对于主分系统的位置信息。

具体地，现有技术利用校准设备获取副分系统相对于主分系统的位置信息的具体步骤是：首先，确定主分系统的位置信息，然后，根据主分系统的位置信息建立坐标系(主分系统对应的坐标系)，通常将主分系统的位置中心作为原点建立坐标系，最后，利用校准设备获取副分系统在主分系统对应坐标系中的位置信息。

上述现有技术在利用校准设备获取副分系统相对于主分系统的位置信息的过程中，通常会默认主校准系统设备的位置中心与主分系统的位置中心重合，以及默认副校准系统设备的位置中心与副分系统的位置中心重合，因此在根据主分系统的位置信息建立坐标系时，通常会将主校准系统设备的位置中心作为坐标原点建立坐标系，从而利用主校准系统设备测取该副校准系统的位置中心在该坐标系的位置信息，则该位置信息作为最终测取的副分系统相对于主分系统的位置信息。但在实际情况中，主分系统的位置中心与主校准系统设备的位置中心并不重合，且副分系统的位置中心与副校准系统设备的位置中心也不重合，如图1所示，以主校准系统设备的位置中心O为坐标原点建立坐标系，但主分系统的位置中心C与主校准系统设备的位置中心O并不重合，因此，现有技术使用校准设备获取的副分系统相对于主分系统的位置信息的误差相对较大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法，用于解决现有技术中在利用副校准系统设备获取副分系统设备的位置信息时，由于默认该校准设备与该分系统对应的位置中心重合而导致获得的副分系统相对于主分系统的位置信息误差相对较大的问题。

一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法，该方法包括：固定分系统设备和校准设备的位置，其中，所述分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，所述校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备；获取所述主校准系统设备的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备的第二位置信息，并根据所述第一位置信息和第二位置信息确定所述副校准系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息；确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据所述第三位置信息和第四位置信息确定所述副分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息；确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息。

优选地，所述确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息包括：

确定所述副分系统设备的位置中心的投影与所述副校准系统第一设备的位置中心之间的第一距离，以及确定所述投影与所述副分系统设备的位置中心之间的第二距离，其中，所述投影为所述副分系统设备的位置中心在所述副校准系统第一设备的位置中心与所述副校准系统第二设备的位置中心之间连线上的投影；

根据所述第一距离和第二距离确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息。

优选地，所述确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息包括：

确定所述主分系统设备的位置中心的投影与所述主校准系统第一设备的位置中心之间的第三距离，以及确定所述投影与所述主分系统设备的位置中心之间的第四距离，其中，所述投影为所述主分系统设备的位置中心在所述主校准系统第一设备的位置中心与所述主校准系统第二设备的位置中心之间连线上的投影；

根据所述第三距离和第四距离确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息。

优选地，所述获取所述主校准系统设备的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备的第二位置信息，具体包括：

采用差分GNSS获取所述主校准系统设备在经纬高坐标系下的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备在经纬高坐标系下的第二位置信息。

优选地，所述根据所述第一位置信息和第二位置信息确定所述副校准系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息，具体包括：

根据所述主分系统设备在经纬高坐标系下的第一位置信息，以及所述副分系统设备在经纬高坐标系下的第二位置信息，确定所述副分系统设备在所述主分系统设备对应的东北天坐标系下的第三位置信息。

优选地，在获取所述主校准系统设备在经纬高坐标系下的第一位置信息以及获取所述副校准系统设备在经纬高坐标系下的第二位置信息之后，所述方法还包括：

将所述第一位置信息和第二位置信息分别转换成在大地空间直角坐标系下的位置信息；

根据所述第一位置信息和第二位置信息在大地空间直角坐标系下的位置信息，确定所述副分系统设备在所述主分系统设备对应的东北天坐标系下的第三位置信息。

优选地，在确定所述副分系统设备在所述主分系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息之后，所述方法还包括：

将所述副分系统设备在所述主分系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息转换成在所述主分系统设备对应的惯导坐标系下的位置信息。

优选地，在根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息后，所述方法还包括：

根据所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准，得到所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息的误差范围。

优选地，所述根据所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准，具体包括：

通过所述分系统设备的秒脉冲数据与所述校准设备经过GNSS差分同步后的秒脉冲数据进行对比，对所述分系统设备中的秒脉冲数据进行校准，并根据所述校准后的脉冲数据和所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准。

一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的装置，该装置包括：

固定单元、获取单元、第一确定单元和第二确定单元，其中：

所述固定单元，用于固定分系统设备和校准设备的位置，其中，所述分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，所述校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备；

所述获取单元，用于获取所述主校准系统设备的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备的第二位置信息，并根据所述第一位置信息和第二位置信息确定所述副校准系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息；

所述第一确定单元，用于确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据所述第三位置信息和第四位置信息确定所述副分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息；

所述第二确定单元，用于确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息。

本发明提供了一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法，该方法具体包括：第一步：固定分系统设备和校准设备的位置，其中，该分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，该校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备，第二步：获取该主校准系统设备的第一位置信息，以及获取该副校准系统设备的第二位置信息，并根据该第一位置信息和第二位置信息确定该副校准系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息，第三步：确定该副分系统设备在该副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据该第三位置信息和第四位置信息确定该副分系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息，第四步：确定该主分系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据该第五位置信息和第六位置信息确定该副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息。相比于现有技术，本发明考虑到校准设备与相应的分系统之间的位置中心并不重合的问题，在利用校准设备获取副分系统相对于主分系统的位置信息时，计算该副分系统在该副校准系统设备对应坐标系下的坐标，以及计算该主分系统在该主校准系统设备对应坐标下的坐标，从而确定该副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息，解决了现有技术中将分系统的位置中心与校准设备对应的位置中心默认重合而导致获取的副分系统相对于主分系统的位置信息的误差相对较大的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的一种现有技术确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法的示意图；

图2为本发明提供的一种现有技术确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法的示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例1提供的一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法的示意图；

图5为本发明实施例2提供的一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的装置的结构示意图。

具体实施方式

在前述背景技术中已经记载，现有技术在获取副分系统相对于主分系统的位置信息时，首先，确定主分系统的位置信息，然后，通过校准设备测取副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息(即该副分系统相对于该主分系统的位置信息)。如图2所示，将主校准系统设备对应的位置中心O作为坐标原点建立坐标系，副校准系统设备的位置中心B在该坐标系的位置信息为最终确定的副分系统相对于主分系统的位置信息。

但是现有技术中校准设备在测取副分系统相对于主分系统的位置信息时，通常默认主校准系统设备的位置中心与主分系统的位置中心重合，以及默认副校准系统设备的位置中心与副分系统的位置中心重合。如图2所示，主分系统的位置中心为C，对应的主校准系统设备的位置中心为O，副分系统的位置中心为A，对应的副校准系统设备的位置中心为B，现有技术中会默认C与O重合，以及默认B与A重合，而实际情况，C与O并不重合，B与A也不重合。因此，现有技术在获取副分系统的位置信息时，没有考虑分系统的位置中心与对应的校准设备的位置中心不重合的问题，导致获得的副分系统相对于主分系统的位置信息误差相对较大。

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在说明本发明实施例之前，需要说明的是：

1、本发明中的分系统位置信息与对应分系统设备的位置信息一致，具体地，主分系统的位置信息与该主分系统设备的位置信息一致，同理，副分系统的位置信息与该副分系统设备的位置信息一致。

2、本发明中的“主分系统”和“副分系统”中的“主”和“副”是为了清楚的说明本发明，用于区分两个不同分系统，这里也可以将“主分系统”称为“第一系统”，且将“副分系统”称为“第二系统”等等，这里对这两分系统的名称不作具体限定。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

实施例1

实施例1提供了一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法，用于解决现有技术中由于分系统与校准设备的位置中心不重合而导致获得的副分系统相对于主分系统的位置信息误差相对较大的问题。该方法的具体流程示意图如图3所示，包括下述步骤：

步骤31：固定分系统设备和校准设备的位置，其中，所述分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，所述校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备。

在前述内容已经提到，根据主分系统的位置信息确定副分系统相对于主分系统的位置信息时，在主分系统和副分系统上分别安装主分系统设备和副分系统设备，且在主分系统和副分系统上还分别安装主校准系统设备和副校准系统设备。本步骤中，需要固定分系统设备和校准设备的位置，具体地，固定主分系统设备和主校准系统设备的位置，以及固定副分系统和副校准系统设备的位置。

步骤32：获取所述主校准系统设备的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备的第二位置信息，并根据所述第一位置信息和第二位置信息确定所述副校准系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息。

在本步骤中，首先，获取主校准系统设备的第一位置信息，以及获取副校准系统设备的第二位置信息。这里的获取的第一位置信息和第二位置信息可以是通过GNSS(全球卫星导航系统)定位的方式获取主校准系统设备和副校准系统设备在经纬高坐标系下的位置信息。

然后，根据该主校准系统设备在经纬高坐标系下的位置信息(第一位置信息)，获取该主校准系统设备在大地空间直角坐标系下的位置信息，以及根据该副校准系统设备在经纬高坐标系下的位置信息(第二位置信息)，获取该副校准系统设备在大地空间直角坐标下的位置信息。

具体地，可以根据下述公式对分系统在经纬高坐标系下的位置信息进行转换，得到该分系统在大地空间直角坐标系下的位置信息，该转换公式为：

$\left\{\begin{array}{c}X=(N+H)\cos B\cos L\\ Y=(N+H)\cos B\sin L\\ Z=\[N(1-e^2)+H\]\sin B\end{array}\right.---(1-1)$

其中，(B，L，H)为分系统在经纬高坐标系下的位置信息，N为椭球卯酉圈曲率半径，a为椭球的长半径，b为椭球的短半径，e为椭球的第一偏心率，f为椭球扁律。

在利用公式1-1获得主校准系统设备和副校准系统设备在大地空间直角坐标系下的位置信息之后，根据获得的该大地空间直角坐标系下的位置信息，确定该副校准系统设备在该主校准系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息(第三位置信息)。

具体地，可以根据下述公式确定该副校准系统设备在该主校准系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息，该确定公式为：

$\left[\begin{array}{c}{x}_O\\ y_O\\ z_O\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}-{\mathrm{sinB}}_0{\mathrm{cosL}}_0& -{\mathrm{sinB}}_0{\mathrm{sinL}}_0& {\mathrm{cosB}}_0\\ {\mathrm{cosB}}_0{\mathrm{cosL}}_0& {\mathrm{cosB}}_0{\mathrm{sinL}}_0& {\mathrm{sinB}}_0\\ -{\mathrm{sinL}}_0& {\mathrm{cosL}}_0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_1-X_0\\ Y_1-Y_0\\ Z_1-Z_0\end{array}\right]---(1-2)$

其中，(B_o，L_o，H_o)为主分系统在经纬高坐标系下的位置信息，(X_o，Y_o，Z_o)为主分系统在大地空间直角坐标系下的位置信息，(X₁,Y₁,Z₁)为副分系统在大地空间直角坐标系下的位置信息，(x_o,y_o,z_o)为该副校准系统设备在该主校准系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息。

步骤33：确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据所述第三位置信息和第四位置信息确定所述副分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息。

在本步骤中，需要确定该副分系统设备在与该副分系统设备对应的副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，这里第四信息可以是该副分系统设备在该副校准系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息，具体地，确定该第四信息的方法可以是：

第一步：确定该副分系统设备的位置中心的投影与该副校准系统第一设备的位置中心之间的第一距离，以及确定该投影与该副分系统设备的位置中心之间的第二距离，其中，该投影为该副分系统设备的位置中心在该副校准系统第一设备的位置中心与该副校准系统第二设备的位置中心之间连线上的投影。

这里副校准系统第一设备可以是指GNSS设备，副校准系统第二设备可以是指惯导设备等，这里不作具体限定。具体如图4所示，C为副分系统设备的位置中心，C′为该副分系统设备的位置中心在副校准系统第一设备(GNSS设备)的位置中心和副校准系统第二设备(惯导设备)的位置中心连线上的投影，且惯导设备天线A与惯导设备天线B共同构成了惯导设备。则该投影C′与该副校准系统第一设备的位置中心的第一距离为L，该投影与该副分系统设备的位置中心的第二距离为h。

第二步：根据惯导信息(β₁，ε₁，ω₁)，确定该投影的位置信息，具体地，确定该投影的位置信息的公式可以是：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_B=l_1{\mathrm{cos\ϵ}}_1{\mathrm{sin\β}}_1\\ z_B=l_1{\mathrm{cos\ϵ}}_1{\mathrm{cos\β}}_1\\ y_B=l_1{\mathrm{sin\ϵ}}_1\end{array}\right.---(1-3)$

上述惯导信息(β₁，ε₁，ω₁)表示建立的惯导坐标系在以副校准系统设备的位置中心为原点建立的东北天坐标系中的位置信息。

第三步：确定副分系统设备的位置中心在副校准系统设备对应的东北天坐标系下的第四位置信息，具体地，根据上述投影位置关系，确定该第四位置信息的关系式可以是：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_B(x_C-x_B)+z_B(z_C-z_B)+y_B(y_C-y_B)=0\\ y_C-y_B=hcos\mathrm{\ω}\\ \sqrt{{(x_C-x_B)}^2+{(z_C-z_B)}^2+{(y_C-y_B)}^2}=h\end{array}\right.---(1-4)$

其中，(x_C1,y_C1,z_C1)为第四位置信息，则通过解方程可得该第四位置信息为：

当ω₁＜0时，则

当ω₁≥0时，则

其中：P＝2sinβ₁(h₁tanε₁cosω₁-l₁cosε₁)

Q＝l₁ ²cos²ε₁sin²β₁-h₁ ²(sin²ε₁cos²β₁-tan²ε₁cos²ω₁)-2l₁h₁sinε₁cosω₁sin²β₁

在获得副分系统设备在副校准系统设备对应的东北天坐标系下的第四位置信息后，根据步骤32获得该副校准系统设备在主校准系统设备对应的东北天坐标系下的第三位置信息，以及本步骤获得的第四位置信息，确定该副分系统设备在该主校准系统设备对应的东北天坐标系下的第五位置信息，可以采用下述公式进行确定：

$\left[\begin{array}{c}{x}_{G1}\\ y_{G1}\\ z_{G1}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_O\\ y_O\\ z_O\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{x}_{C1}\\ y_{C1}\\ z_{C1}\end{array}\right]---(1-7)$

其中，(x_G1，y_G1，z_G1)为该副分系统设备在副校准系统设备对应的东北天坐标系下的第五位置信息。

步骤34：确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息。

在步骤中，首先需要确定主分系统设备在主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，这里的第六位置信息同样也可以是该主分系统设备在该主校准系统设备对应的东北天坐标系下的第六信息。

获取该第六位置信息的方式可以采用步骤33获取副分系统设备在副校准系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息的方式，则获取该第六位置信息的具体方法是：

第一步：确定该主分系统设备的位置中心的投影与该主校准系统第一设备的位置中心之间的第一距离，以及确定该投影与该主分系统设备的位置中心之间的第二距离，其中，该投影为该主分系统设备的位置中心在该主校准系统第一设备的位置中心与该主校准系统第二设备的位置中心之间连线上的投影；同理，这里的主校准系统第一设备也可以是GNSS设备，主校准系统第二设备也可以是惯导设备。

第二步：根据惯导设备信息并采用公式1-3，确定该投影的位置信息。

第三步：根据该投影位置关系并采用公式1-4，确定主分系统设备在主校准系统设备对应的东北天坐标系下的第六位置信息。

在获取该主分设备在该主校准系统设备对应的东北天坐标系下的第六位置信息后，根据步骤33获得的副分系统设备在主校准系统设备对应的东北天坐标系下的第五位置信息，以及本步骤获得的第六位置信息，确定该副分系统设备在该主分系统设备对应坐标系下的位置信息。

上述确定该副分系统设备在该主分系统设备对应坐标系下的位置信息，可以是该副分系统设备在该主分系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息，具体可以采用下述公式：

$\left[\begin{array}{c}{x}_{T1}\\ y_{T1}\\ z_{T1}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_{G1}\\ y_{G1}\\ z_{G1}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}{x}_{C0}\\ y_{C0}\\ z_{C0}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_O\\ y_O\\ z_O\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{x}_{C1}\\ y_{C1}\\ z_{C1}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}{x}_{C0}\\ y_{C0}\\ z_{C0}\end{array}\right]---(1-8)$

其中，(x_T1，y_T1，z_T1)为该副分系统设备在该主分系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息。

在采用公式1-8中获取的副分系统设备在主分系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息后，可以将该坐标信息准换成在惯导坐标系下的位置信息，具体可以采用下述公式：

$\left[\begin{array}{c}{x}_G\\ y_G\\ z_G\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& {\mathrm{cos\ω}}_Z& -{\mathrm{sin\ω}}_Z\\ 0& {\mathrm{sin\ω}}_Z& {\mathrm{cos\ω}}_Z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{cos\ϵ}}_Z& 0& {\mathrm{sin\ϵ}}_Z\\ 0& 1& 0\\ -{\mathrm{sin\ϵ}}_Z& 0& {\mathrm{cos\ϵ}}_Z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{cos\β}}_Z& -{\mathrm{sin\β}}_Z& 0\\ {\mathrm{sin\β}}_Z& {\mathrm{cos\β}}_Z& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_{T1}\\ y_{T1}\\ z_{T1}\end{array}\right]---(1-9)$

其中，(β_Z，ε_Z，ω_Z)为该主分系统设备的位置中心在惯导坐标系下的位置信息，(x_G，y_G，z_G)为该副分系统设备在该主分系统设备对应的惯导坐标系下的位置信息。

在获得该副分系统设备在主分系统设备对应的惯导坐标系下的位置信息后，在将该位置信息转化成在该主分系统设备对应坐标系下的位置信息，这时获得的位置信息为最终用户需要获得的该副分系统相对于主分系统的位置信息。具体采用下述公式：

$\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{\γ}& -\sin \mathrm{\γ}\\ 0& \sin \mathrm{\γ}& \cos \mathrm{\γ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\θ}& 0& \sin \mathrm{\θ}\\ 0& 1& 0\\ -\sin \mathrm{\θ}& 0& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\α}& -\sin \mathrm{\α}& 0\\ \sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_G\\ y_G\\ z_G\end{array}\right]---(1-10)$

其中，(α，θ，γ)为主分系统设备对应的惯导坐标系与该主分系统设备对应坐标系之间的旋转角度坐标信息，(x，y，z)为该副分系统相对于该主分系统的位置信息。

在利用校准设备获得副分系统在主分系统对应坐标系下的位置信息后，需要对该分系统设备测得的该副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准，从而得到该副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息的误差范围。例如，分系统设备测得副分系统相对于主分系统的位置信息为A，对应的校准设备获得的该副分系统相对于该主分系统的位置信息为B，则可以将|B-A|作为该副分系统相对于该主分系统的位置信息的误差范围，这里的误差范围|B-A|只是示例性的说明，在实际应用中，还会有更加复杂的、更加精确的获取误差范围的方法，这里不作具体限定。

另外，在根据校准设备测取的副分系统在主分系统对应坐标系下的位置信息，对该分系统设备测得的该副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准时，为了更加精确地进行校准工作，可以对该分系统的秒脉冲数据与校准设备经过GNSS差分同步后的秒冲数据进行对比，从而对该分系统设备中的秒脉冲数据进行校准，使得分系统设备中的时间信息与校准设备中的时间信息一致，即使得校准设备与分系统设备达到同步校准数据的效果。

综上所述，本发明在获取副分系统在主分系统对应坐标系下的位置信息时，通过分系统设备和校准设备(例如GNSS设备和惯导设备)之间的协同工作，最终获取副分系统在主分系统对应坐标系下的位置信息，另外，利用GNSS的时间同步功能，对分系统和校准设备中的时间信息进行校准，使得最终获得的副分系统相对于主分系统的位置信息更加的精确。

本发明实施例提供了一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法，该方法具体包括：第一步：固定分系统设备和校准设备的位置，其中，该分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，该校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备，第二步：获取该主校准系统设备的第一位置信息，以及获取该副校准系统设备的第二位置信息，并根据该第一位置信息和第二位置信息确定该副校准系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息，第三步：确定该副分系统设备在该副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据该第三位置信息和第四位置信息确定该副分系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息，第四步：确定该主分系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据该第五位置信息和第六位置信息确定该副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息。相比于现有技术，本发明实施例考虑到校准设备与相应的分系统之间的位置中心并不重合的问题，在获取副分系统相对于主分系统的位置信息时，计算该副分系统在该副校准系统设备对应坐标系下的坐标，以及计算该主分系统在该主校准系统设备对应坐标下的坐标，从而确定该副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息，解决了现有技术中将分系统设备对应的位置中心与校准设备对应的位置中心默认重合而导致获取的副分系统相对于主分系统的位置信息误差相对较大的问题。

需要说明的是，实施例1所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备，或者，该方法的各步骤也可以由不同设备作为执行主体。比如，步骤31和步骤32的执行主体可以为设备1；又比如，步骤31的执行主体可以为设备1，步骤32和的执行主体可以为设备2；等等。

实施例2

实施例1提供了一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法，相应地，本发明实施例提供了一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的装置，用于解决现有技术中由于分系统设备与校准设备的位置中心不重合而导致获得的副分系统相对于主分系统的位置信息误差较大的问题。该装置的具体结构如图5所示，该装置包括：

固定单元51、获取单元52、第一确定单元53和第二确定单元54，其中：

所述固定单元51，可以用于固定分系统设备和校准设备的位置，其中，所述分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，所述校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备；

所述获取单元52，可以用于获取所述主校准系统设备的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备的第二位置信息，并根据所述第一位置信息和第二位置信息确定所述副校准系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息；

所述第一确定单元53，可以用于确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据所述第三位置信息和第四位置信息确定所述副分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息；

所述第二确定单元54，可以用于确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息。

本发明装置实施例的具体工作流程是：第一步：固定单元51固定分系统设备和校准设备的位置，其中，该分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，该校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备，第二步：获取单元52获取该主校准系统设备的第一位置信息，以及获取该副校准系统设备的第二位置信息，并根据该第一位置信息和第二位置信息确定该副校准系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息，第三步：第一确定单元53确定该副分系统设备在该副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据该第三位置信息和第四位置信息确定该副分系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息，第四步：第二确定单元54确定该主分系统设备在该主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据该第五位置信息和第六位置信息确定该副分系统在该主分系统对应坐标系下的位置信息。

上述装置实施例实现确定副分系统的位置信息的方式有很多种，例如，在一种实施方式中，所述装置还包括校准单元55，所述校准单元55可以用于：

在根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统设备在所述主分系统设备对应坐标系下的位置信息后，根据所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准，得到所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息的误差范围。

该实施方式获得的有益效果是：通过校准系统设备获得的副分系统相对于主分系统的位置信息，对该分系统设备测取的该副分系统相对于主分系统的位置信息进行校准，得到该位置信息的误差范围，使获得的该副分系统相对于该主分系统的位置信息更加精确。

在另一种实施方式中，所述校准单元55根据所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准，具体包括：

通过所述分系统设备的秒脉冲数据与所述校准设备经过GNSS差分同步后的秒脉冲数据进行对比，对所述分系统设备中的秒脉冲数据进行校准，并根据所述校准后的脉冲数据和所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准。

该实施方式获得有益效果是：通过分系统设备的秒脉冲数据与校准设备经过GNSS差分同步后的秒脉冲数据进行对比，对该分系统设备中的秒脉冲数据进行校准，使得该校准设备可以同步对相应的分系统设备测得的位置信息进行校准，使获得的副分系统相对于主分系统的位置信息更加精确。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的方法，其特征在于，该方法包括：

固定分系统设备和校准设备的位置，其中，所述分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，所述校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备；

获取所述主校准系统设备的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备的第二位置信息，并根据所述第一位置信息和第二位置信息确定所述副校准系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息；

确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据所述第三位置信息和第四位置信息确定所述副分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息；

确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息包括：

确定所述副分系统设备的位置中心的投影与所述副校准系统第一设备的位置中心之间的第一距离，以及确定所述投影与所述副分系统设备的位置中心之间的第二距离，其中，所述投影为所述副分系统设备的位置中心在所述副校准系统第一设备的位置中心与所述副校准系统第二设备的位置中心之间连线上的投影；

根据所述第一距离和第二距离确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息包括：

确定所述主分系统设备的位置中心的投影与所述主校准系统第一设备的位置中心之间的第三距离，以及确定所述投影与所述主分系统设备的位置中心之间的第四距离，其中，所述投影为所述主分系统设备的位置中心在所述主校准系统第一设备的位置中心与所述主校准系统第二设备的位置中心之间连线上的投影；

根据所述第三距离和第四距离确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述主校准系统设备的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备的第二位置信息，具体包括：

采用差分GNSS获取所述主校准系统设备在经纬高坐标系下的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备在经纬高坐标系下的第二位置信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息和第二位置信息确定所述副校准系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息，具体包括：

根据所述主分系统设备在经纬高坐标系下的第一位置信息，以及所述副分系统设备在经纬高坐标系下的第二位置信息，确定所述副分系统设备在所述主分系统设备对应的东北天坐标系下的第三位置信息。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在获取所述主校准系统设备在经纬高坐标系下的第一位置信息以及获取所述副校准系统设备在经纬高坐标系下的第二位置信息之后，所述方法还包括：

将所述第一位置信息和第二位置信息分别转换成在大地空间直角坐标系下的位置信息；

根据所述第一位置信息和第二位置信息在大地空间直角坐标系下的位置信息，确定所述副分系统设备在所述主分系统设备对应的东北天坐标系下的第三位置信息。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在确定所述副分系统设备在所述主分系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息之后，所述方法还包括：

将所述副分系统设备在所述主分系统设备对应的东北天坐标系下的位置信息转换成在所述主分系统设备对应的惯导坐标系下的位置信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息后，所述方法还包括：

根据所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准，得到所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息的误差范围。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准，具体包括：

通过所述分系统设备的秒脉冲数据与所述校准设备经过GNSS差分同步后的秒脉冲数据进行对比，对所述分系统设备中的秒脉冲数据进行校准，并根据所述校准后的脉冲数据和所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息，对所述分系统设备测得的所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息进行校准。

10.一种确定分布式协同系统中副分系统的位置信息的装置，其特征在于，该装置包括：

固定单元、获取单元、第一确定单元和第二确定单元，其中：

所述固定单元，用于固定分系统设备和校准设备的位置，其中，所述分系统设备包括主分系统设备和副分系统设备，所述校准设备包括主校准系统设备和副校准系统设备；

所述获取单元，用于获取所述主校准系统设备的第一位置信息，以及获取所述副校准系统设备的第二位置信息，并根据所述第一位置信息和第二位置信息确定所述副校准系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第三位置信息；

所述第一确定单元，用于确定所述副分系统设备在所述副校准系统设备对应坐标系下的第四位置信息，并根据所述第三位置信息和第四位置信息确定所述副分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第五位置信息；

所述第二确定单元，用于确定所述主分系统设备在所述主校准系统设备对应坐标系下的第六位置信息，并根据所述第五位置信息和第六位置信息确定所述副分系统在所述主分系统对应坐标系下的位置信息。