CN110986931A - 全球混合导航方法、装置、计算机设备和可读存储介质 - Google Patents

全球混合导航方法、装置、计算机设备和可读存储介质 Download PDF

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CN110986931A CN201911255476.9A CN201911255476A CN110986931A CN 110986931 A CN110986931 A CN 110986931A CN 201911255476 A CN201911255476 A CN 201911255476A CN 110986931 A CN110986931 A CN 110986931A
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Abstract

本申请涉及一种全球混合导航方法、装置、计算机设备和可读存储介质。该方法包括：获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。该方法中运载体在地球坐标系中位姿、速度和姿态信息的积分过程在地球坐标系中进行，可持续稳定地提供精度一致的积分结果，提高得到的导航信息的准确率；且可以仅根据模式标志的不同选择输出导航信息所采用的的参考坐标系，避免了复杂的算法切换和参数传递，提高了导航过程的导航效率。

Description

全球混合导航方法、装置、计算机设备和可读存储介质
技术领域
本申请涉及导航技术领域，特别是涉及一种全球混合导航方法、装置、计算机设备和可读存储介质。
背景技术
位置、速度和姿态是运载体进行各种活动所必要的基础信息，它们的获取离不开导航技术的支持。由于环境和技术条件的限制，早期导航信息的需求主要集中在中低纬度区域，但近年来，针对极区所具有的经济、军事及科考价值相应提出了对高精度极区导航技术的要求。极区特殊的地理位置和磁场环境限制了一些导航技术的应用，例如，太阳风暴、极光等自然现象会干扰无线电系统甚至导致其失效，相比其他导航技术，惯性导航系统(简称惯导系统)依靠陀螺仪和加速度计进行航位推算，不依靠外部信息，不易受到地形、天气、磁场等外部环境的影响，可靠性和隐蔽性好，有望成为跨极区运载体的主要导航手段。
传统技术中的惯性导航系统，通常采用横向坐标系或格网坐标系进行机械编排，能够避免极区经线收敛导致的经度、速度及航向角误差较大的问题。但是由于在导航过程中存在跨越中低纬度地区和高纬度地区的可能，传统技术需考虑多种编排方案进行切换，导致系统无法在中低纬度地区和高纬度地区具有统一、完整和连续的算法，其导航效率和准确率都较低。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术中导航效率和准确率都较低的问题，提供一种全球混合导航方法、装置、计算机设备和可读存储介质。
第一方面，本申请实施例提供一种全球混合导航方法，包括：
获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征运载体当前所处的纬度；
根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。
第二方面，本申请实施例提供一种全球混合导航装置，包括：
获取模块，用于获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征所述运载体当前所处的纬度；
导航输出模块，用于根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征运载体当前所处的纬度；
根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征运载体当前所处的纬度；
根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。
上述全球混合导航方法、装置、计算机设备和可读存储介质，首先获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征运载体当前所处的纬度；再根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。由于该方法中运载体在地球坐标系中位姿、速度和姿态信息的积分过程在地球坐标系中进行，不受运载体系统所处纬度的影响，因此可持续稳定地提供精度一致的积分结果，提高得到的导航信息的准确率；且可以仅根据模式标志的不同选择输出导航信息所采用的的参考坐标系，避免了复杂的算法切换和参数传递，提高了导航过程的导航效率。
附图说明
图1为一个实施例提供的计算机设备的内部结构示意图；
图2为一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图2a为一个实施例提供的坐标系示意图；
图2b为一个实施例提供的模式转换逻辑的示意图；
图3为另一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图4为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图4a为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图4b为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图5为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图5a为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图5b为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图6为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图；
图7为一个实施例提供的全球混合导航装置的结构示意图；
图8为一个实施例提供的全球混合导航装置的整体工作示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的全球混合导航方法，可以适用于为运载体进行全球范围内长航时提供精度一致的导航信息的过程，其可以适用于如图1所示的计算机设备。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器，该存储器中存储有计算机程序，处理器执行该计算机程序时可以执行下述方法实施例的步骤。可选的，该计算机设备还可以包括网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器，该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。可选的，该计算机设备可以是服务器，可以是个人计算机(personal computer，简称PC)，还可以是个人数字助理，还可以是其他的终端设备，例如平板电脑(portable android device，简称PAD)、手机等等，还可以是云端或者远程服务器，本申请实施例对计算机设备的具体形式并不做限定。
需要说明的是，下述方法实施例的执行主体可以是全球混合导航装置，该装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为计算机设备的部分或者全部。下述方法实施例以执行主体为计算机设备为例进行说明。
图2为一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图。本实施例涉及的是计算机设备确定运载体在运行时的导航信息的具体过程。如图2所示，该方法包括：
S101，获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征运载体当前所处的纬度。
具体的，模式标志(可以表示为FLAG)表征运载体当前所处的纬度，用于判定导航当前的工作模式，如当运载体处于中纬度和低纬度时，模式标志为中低纬度模式标志，可以表示为1；当运载体处于高纬度时，模式标志为高纬度模式标志，可以表示为-1；其中，按照当前的地理划分，可以将全球纬度划分为低纬度、中纬度和高纬度，[0,30]为低纬度，(30,60]为中纬度，(60,90]为高纬度。需要说明的是，还可以根据实际考察需要，按其他地理划分方式对纬度进行划分，只要满足高纬度的纬度范围下限高于中纬度的纬度范围上限、中纬度的纬度范围下限高于低纬度的纬度范围上限即可。地球坐标系(可以表示为e系)的定义方式可以参见如图2a所示的坐标系示意图中的O-XeYeZe，坐标系原点位于地球质心，坐标轴与地球固定，Ze轴与地球自转轴重合，Xe轴指向格林威治子午线与赤道的交点，Ye轴方向构成右手正交坐标系。运载体坐标系(可以表示为b系)为运载体系统基座所在的坐标系。测量坐标系(可以表示为m系)为运载体中安装的加速度计和陀螺仪输出信息所在的坐标系。
可选的，计算机设备可以根据运载体当前所处的纬度信息，确定其对应的模式标志；根据测量坐标系与地球坐标系之间的转换关系确定运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息；以及由运载体系统提供运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵。还需说明的是，上述运载体在地球坐标系中的位姿、速度和姿态信息，其积分过程在地球坐标系中进行，不受运载体系统所处纬度的影响，因此可持续稳定地提供精度一致的积分结果。
其中，上述为了避免在中低纬度和高纬度交接区域出现频繁的模式转换，本实施例还设计一种具有滞回特性的模式转换逻辑。如图2b所示，仅当纬度大于上界Lh时才会由中低纬度模式转换为高纬度模式，仅当纬度小于下界Ll时才会由高纬度模式转换为中低纬度模式，其他情况下则维持当前模式。
S102，根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。
具体的，计算机设备获取到上述模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵后，可以根据这些信息确定运载体在运行时的导航信息，该导航信息包括运行时的导航姿态信息、导航速度和导航位置(如导航经纬度和高度)。
其中，模式标志对得到的导航信息起到关键作用，当其为中低纬度模式标志时，即运载体当前在中低纬度航行，计算机设备可以根据上述信息得到运载体在传统地理坐标系(可以表示为n系)中的导航信息，n系的定义方式可以参见图2a所示的坐标系示意图中的On-NED，本地水平面法线向下为D轴，N轴在本地水平面内指向北极，E轴在本地水平面内指向东，构成右手正交坐标系。传统地理坐标系导航信息中的位置可以采用经纬度和高度表示，纬度为本地水平面法线与赤道面的夹角，经度为本地水平面法线在赤道面上的投影与格林威治子午面的夹角，高度为运载体系统与本地水平面的距离。当模式标志为高纬度模式标志时，即运载体当前在高纬度航行，计算机设备可以根据上述信息得到运载体在横向地理坐标系(可以表示为n’系)中的导航信息，n’系为基于地球参考椭球所定义的，其与传统NED坐标系近似对称，可获得传统NED坐标系在中低纬度地区所具有的优势，n’系的定义方式可以参见图2a所示的坐标系示意图中的On-Xn’Yn’Zn’,本地水平面法线向下为Zn’轴，本地水平面法线与它在格林威治子午面上的投影构成的平面PQM与本地水平面的交线指向赤道的方向定义为Xn’轴，Yn’轴在本地水平面内构成右手正交坐标系。横向地理坐标系导航信息中的位置可以采用横向经纬度和高度表示，横向纬度为本地水平面法线与格林威治子午面的夹角，横向经度为本地水平面法线在格林威治子午面上的投影与地轴的夹角，高度为运载体系统与本地水平面的距离。由此，计算机设备可以仅根据模式标志的不同选择输出导航信息所采用的的参考坐标系，避免了复杂的算法切换和参数传递。
由于模式标志的切换只在中低纬度模式标志与高纬度模式标志之间切换，可选的，上述模式标志还可以表示为第一纬度模式标志或者第二纬度模式标志，第二纬度的纬度范围下限大于第一纬度的纬度范围上限；也即是，第一纬度包括中纬度和低纬度，第二纬度包括高纬度。
本实施例提供的全球混合导航方法，计算机设备首先获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，然后根据这些信息确定运载体在运行时的导航信息。由于该方法中运载体在地球坐标系中位姿、速度和姿态信息的积分过程在地球坐标系中进行，不受运载体系统所处纬度的影响，因此可持续稳定地提供精度一致的积分结果，提高得到的导航信息的准确率；且可以仅根据模式标志的不同选择输出导航信息所采用的的参考坐标系，避免了复杂的算法切换和参数传递，提高了导航过程的导航效率。
图3为另一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图。本实施例涉及的是计算机设备获取运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息的具体过程。在上述实施例的基础上，可选的，如图3所示，S101可以包括：
S201，根据运载体在测量坐标系相对于惯性坐标系的旋转角速度和在地球坐标系相对于惯性坐标系的旋转角速度，计算测量坐标系到地球坐标系的方向余弦阵，将测量坐标系到地球坐标系的方向余弦阵作为姿态信息。
具体的，计算机设备可以根据运载体在测量坐标系相对于惯性坐标系的旋转角速度
Figure BDA0002310125410000071
和在地球坐标系相对于惯性坐标系的旋转角速度
Figure BDA0002310125410000072
计算测量坐标系到地球坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000073
然后将该
Figure BDA0002310125410000074
作为上述姿态信息。其中，惯性坐标系(可以表示为i系)为惯性导航空间的坐标系；测量坐标系相对于惯性坐标系的旋转角速度
Figure BDA0002310125410000075
为运载体中陀螺仪的输出信息，指示m系在惯性空间中的旋转角速度；地球坐标系相对于惯性坐标系的旋转角速度
Figure BDA0002310125410000076
为常值向量
Figure BDA0002310125410000077
ωie＝7.292115×10-5rad/s。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA0002310125410000078
的关系式，积分计算得到
Figure BDA0002310125410000079
其中[·]表示根据括号内部向量构建反对称矩阵积分的过程。
S202，根据测量坐标系到地球坐标系的方向余弦阵、运载体在测量坐标系中的比力矢量、地球坐标系相对于惯性坐标系的旋转角速度、重力加速度、高度阻尼的速度积分器反馈量和水平速度阻尼的速度积分器反馈量，计算运载体在地球坐标系中的速度。
具体的，计算机设备可以根据测量坐标系到地球坐标系的方向余弦阵
Figure BDA00023101254100000710
运载体在测量坐标系中的比力矢量fm、地球坐标系相对于惯性坐标系的旋转角速度
Figure BDA00023101254100000711
重力加速度ge、高度阻尼的速度积分器反馈量Δah和水平速度阻尼的速度积分器反馈量Δav，计算运载体在地球坐标系中的速度ve。其中，运载体在测量坐标系中的比力矢量fm为运载体中加速度计的输出信息；ge为当地的重力加速度，根据纬度和地球参考椭球模型计算；Δah和Δav为系统进行高度阻尼和水平速度阻尼所得到的。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA00023101254100000712
的关系式，积分计算得到ve。
S203，根据运载体在地球坐标系中的速度和高度阻尼的位置积分器反馈量，计算运载体在地球坐标系中的位置。
具体的，计算机设备可以根据运载体在地球坐标系中的速度ve和高度阻尼的位置积分器反馈量Δvh，计算运载体在地球坐标系中的位置re。其中Δvh为系统进行高度阻尼和水平速度阻尼所得到的。可选的，可以根据
Figure BDA0002310125410000081
的关系式，积分计算得到re。
本实施例提供的全球混合导航方法，计算机设备通过不断积分依次计算运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，可以进一步提高得到的导航信息的准确率。
图4为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图。本实施例涉及的是当上述模式标志为第一纬度模式标志(即中低纬度模式标志)时，计算机设备确定运载体在运行时的导航信息的具体过程。在上述实施例的基础上，可选的，如图4所示，S102可以包括：
S301，根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航位置信息。
具体的，计算机设备可以根据运载体在地球坐标系中的位置re和卯酉面曲率半径RN，确定运载体在运行时的导航位置信息Pout，其中，该导航位置信息可以包括导航纬度信息L、导航经度信息λ和导航高度信息h，pout＝(L λ h)T。
可选的，如图4a所示，计算机设备确定运载体在运行时的导航位置信息的过程可以包括以下步骤：
S301a，根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航纬度信息。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA0002310125410000082
的关系式，确定运载体在运行时的导航纬度信息L。其中，
Figure BDA0002310125410000083
为re在Xe、Ye、Ze方向的矢量，
Figure BDA0002310125410000084
a和e为地球参考椭球模型的半长轴和偏心率。
S301b，根据运载体在地球坐标系中的位置，确定运载体在运行时的导航经度信息。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA0002310125410000091
的关系式，确定运载体在运行时的导航经度信息λ。
S301c，根据运载体在地球坐标系中的位置、卯酉面曲率半径和导航纬度信息，确定运载体在运行时的导航高度信息。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA0002310125410000092
的关系式，确定运载体在运行时的导航高度信息h。
S302，根据运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息。
具体的，计算机设备可以根据运载体在地球坐标系中的速度ve和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000093
确定运载体在运行时的导航速度信息vout。可选的，计算机设备可以首先根据
Figure BDA0002310125410000094
的关系式，计算地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000095
再根据
Figure BDA0002310125410000096
的关系式，计算vout。
S303，根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航姿态信息。
具体的，计算机设备可以根据运载体在地球坐标系中的姿态信息
Figure BDA0002310125410000097
运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000098
和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000099
确定运载体在运行时的导航姿态信息。
可选的，如图4b所示，计算机设备确定运载体在运行时的导航姿态信息的过程可以包括以下步骤：
S303a，根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵。
S303b，根据运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的航向角、仰俯角和横滚角。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA0002310125410000101
的关系式，确定运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000102
再根据
Figure BDA0002310125410000103
的关系式计算运载体在运行时的航向角ψ、仰俯角θ和横滚角φ，其中Cij表示矩阵
Figure BDA0002310125410000104
中第i行第j列元素。
可选的，除了计算上述信息之外，计算机设备还可以根据
Figure BDA0002310125410000105
的关系式计算进行高度阻尼和水平速度阻尼所需的参考阻尼参数。
本实施例提供的全球混合导航方法，计算机设备根据运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定出模式标志为第一纬度模式标志(即中低纬度模式标志)时运载体在运行时的导航信息，为运载体持续在中低纬度航行时提供精度一致的导航信息。
图5为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图。本实施例涉及的是当上述模式标志为第二纬度模式标志(即高纬度模式标志)时，计算机设备确定运载体在运行时的导航信息的具体过程。在上述实施例的基础上，可选的，如图5所示，S102可以包括：
S401，根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航位置信息。
具体的，计算机设备可以根据运载体在地球坐标系中的位置re和卯酉面曲率半径RN，确定运载体在运行时的导航位置信息Pout，其中，该导航位置信息可以包括导航纬度信息L′、导航经度信息λ'和导航高度信息h，pout＝(L′ λ′ h)T。
可选的，如图5a所示，计算机设备确定运载体在运行时的导航位置信息的过程可以包括以下步骤：
S401a，根据运载体在地球坐标系中的位置和所述卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航纬度信息。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA0002310125410000111
的关系式，确定运载体在运行时的导航纬度信息L′。其中，
Figure BDA0002310125410000112
a和e分别为地球参考椭球模型的半长轴和偏心率。另外，该导航纬度信息还用于确定下一时刻的模式标志。
S401b，根据运载体在地球坐标系中的位置、卯酉面曲率半径和第一纬度模式标志下的导航纬度信息，确定运载体在运行时的导航经度信息和导航高度信息。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA0002310125410000113
的关系式，计算运载体在运行时的导航经度信息λ'；根据
Figure BDA0002310125410000114
的关系式，计算运载体在运行时的导航高度信息h。
S402，根据运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息。
具体的，计算机设备可以根据运载体在地球坐标系中的速度ve和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000115
确定运载体在运行时的导航速度信息vout。可选的，计算机设备可以首先根据
Figure BDA0002310125410000116
的关系式，计算地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000117
再根据
Figure BDA0002310125410000118
的关系式，计算vout。
S403，根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航姿态信息。
具体的，计算机设备可以根据运载体在地球坐标系中的姿态信息
Figure BDA0002310125410000119
运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000121
和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000122
确定运载体在运行时的导航姿态信息。
可选的，如图5b所示，计算机设备确定运载体在运行时的导航姿态信息的过程可以包括以下步骤：
S403a，根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵。
S403b，根据运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的横向航向角、横向仰俯角和横向横滚角。
可选的，计算机设备可以根据
Figure BDA0002310125410000123
的关系式，确定运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵
Figure BDA0002310125410000124
再根据
Figure BDA0002310125410000125
的关系式计算运载体在运行时的航向角ψ'、仰俯角θ'和横滚角φ'，其中Cij表示矩阵
Figure BDA0002310125410000126
中第i行第j列元素。
可选的，除了计算上述信息之外，计算机设备还可以根据
Figure BDA0002310125410000127
的关系式计算进行高度阻尼和水平速度阻尼所需的参考阻尼参数；以及根据L＝arcsin(cosL′cosλ′)的关系式输出下一时刻确定模式标志时所需纬度信息。
本实施例提供的全球混合导航方法，计算机设备根据运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定出模式标志为第二纬度模式标志(即高纬度模式标志)时运载体在运行时的导航信息，为运载体在中低纬度航行转换为高纬度航行时提供精度一致的导航信息。
图6为又一个实施例提供的全球混合导航方法的流程示意图。本实施例涉及的是计算机设备确定高度阻尼和水平速度阻尼所需的反馈量的具体过程。可选的，上述方法还包括：
S501，根据运载体在运行时的导航纬度信息、导航经度信息、导航速度信息和导航姿态信息，确定参考阻尼参数。
S502，根据参考阻尼参数、外参考高度和外参考速度，确定运载体的高度阻尼的速度积分器反馈量、水平速度阻尼的速度积分器反馈量和高度阻尼的位置积分器反馈量。
具体的，参考阻尼参数(h、v、J、CE、CB)的计算方法可以参见上述实施例的描述，在此不再赘述。根据运载体系统需求的不同，运载体的高度阻尼的速度积分器反馈量Δah、水平速度阻尼的速度积分器反馈量Δav和高度阻尼的位置积分器反馈量Δvh具有不同的取值：
当运载体系统在纯惯导状态时，其取值为
Figure BDA0002310125410000131
当运载体系统仅进行高度阻尼时，其取值为
Figure BDA0002310125410000132
当运载体系统同时进行高度阻尼和水平速度阻尼时，其取值为
Figure BDA0002310125410000133
其中，K1D和K2D为垂直阻尼系数，C为速度阻尼系数矩阵，ha为外参考高度，由高度计输出所得，
Figure BDA0002310125410000134
为外参考速度，由计程仪输出所得。
本实施例提供的全球混合导航方法，计算机设备根据参考阻尼参数、外参考高度和外参考速度，确定运载体高度阻尼和水平速度阻尼所需的反馈量，为计算运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息提供准确的数据，进一步提高确定的导航信息的准确性。
应该理解的是，虽然图2-图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-图6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
图7为一个实施例提供的全球混合导航装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：获取模块11和导航输出模块12。
具体的，获取模块11，用于获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征所述运载体当前所处的纬度。
导航输出模块12，用于根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。
本实施例提供的全球混合导航装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在其中一个实施例中，上述获取模块11还包括模式转换单元，用于根据运载体当前的纬度信息，确定模式标志；其中，模式标志包括第一纬度模式标志或者第二纬度模式标志，第二纬度的纬度范围下限大于第一纬度的纬度范围上限。
在其中一个实施例中，当模式标志为第一纬度模式标志时，导航输出模块12，具体用于根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航位置信息；根据运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息；根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航姿态信息。
在其中一个实施例中，上述导航输出模块12，具体用于根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航纬度信息；根据运载体在地球坐标系中的位置，确定运载体在运行时的导航经度信息；根据运载体在地球坐标系中的位置、卯酉面曲率半径和导航纬度信息，确定运载体在运行时的导航高度信息。
在其中一个实施例中，导航姿态信息包括航向角、仰俯角和横滚角；上述导航输出模块12，具体用于根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵；根据运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的航向角、仰俯角和横滚角。
在其中一个实施例中，当模式标志为第二纬度模式标志时，导航输出模块12，具体用于根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航位置信息；根据运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息；根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航姿态信息。
在其中一个实施例中，上述导航输出模块12，具体用于根据运载体在地球坐标系中的位置和所述卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航纬度信息；根据运载体在地球坐标系中的位置、卯酉面曲率半径和第一纬度模式标志下的导航纬度信息，确定运载体在运行时的导航经度信息和导航高度信息。
在其中一个实施例中，导航姿态信息包括横向航向角、横向仰俯角和横向横滚角；上述导航输出模块12，具体用于根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵；根据运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的横向航向角、横向仰俯角和横向横滚角。
在其中一个实施例中，上述装置还包括外参考转换模块，用于根据运载体在运行时的导航纬度信息、导航经度信息、导航速度信息和导航姿态信息，确定参考阻尼参数；根据参考阻尼参数、外参考高度和外参考速度，确定运载体的高度阻尼的速度积分器反馈量、水平速度阻尼的速度积分器反馈量和高度阻尼的位置积分器反馈量。关于全球混合导航装置的详细工作示意图，可以参见图8所示的示意图。
关于全球混合导航装置的具体限定可以参见上文中对于全球混合导航方法的限定，在此不再赘述。上述全球混合导航装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图1所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种全球混合导航方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征运载体当前所处的纬度；
根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。
本实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据运载体当前的纬度信息，确定模式标志；其中，模式标志包括第一纬度模式标志或者第二纬度模式标志，第二纬度的纬度范围下限大于第一纬度的纬度范围上限。
在一个实施例中，当模式标志为第一纬度模式标志时，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航位置信息；
根据运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息；
根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航姿态信息。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航纬度信息；
根据运载体在地球坐标系中的位置，确定运载体在运行时的导航经度信息；
根据运载体在地球坐标系中的位置、卯酉面曲率半径和导航纬度信息，确定运载体在运行时的导航高度信息。
在一个实施例中，导航姿态信息包括航向角、仰俯角和横滚角；处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵；
根据运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的航向角、仰俯角和横滚角。
在一个实施例中，当模式标志为第二纬度模式标志时，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航位置信息；
根据运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息；
根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航姿态信息。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的位置和所述卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航纬度信息；
根据运载体在地球坐标系中的位置、卯酉面曲率半径和第一纬度模式标志下的导航纬度信息，确定运载体在运行时的导航经度信息和导航高度信息。
在一个实施例中，导航姿态信息包括横向航向角、横向仰俯角和横向横滚角；处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵；
根据运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的横向航向角、横向仰俯角和横向横滚角。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据运载体在运行时的导航纬度信息、导航经度信息、导航速度信息和导航姿态信息，确定参考阻尼参数；
根据参考阻尼参数、外参考高度和外参考速度，确定运载体的高度阻尼的速度积分器反馈量、水平速度阻尼的速度积分器反馈量和高度阻尼的位置积分器反馈量。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；模式标志表征运载体当前所处的纬度；
根据模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航信息。
本实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据运载体当前的纬度信息，确定模式标志；其中，模式标志包括第一纬度模式标志或者第二纬度模式标志，第二纬度的纬度范围下限大于第一纬度的纬度范围上限。
在一个实施例中，当模式标志为第一纬度模式标志时，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航位置信息；
根据运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息；
根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航姿态信息。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航纬度信息；
根据运载体在地球坐标系中的位置，确定运载体在运行时的导航经度信息；
根据运载体在地球坐标系中的位置、卯酉面曲率半径和导航纬度信息，确定运载体在运行时的导航高度信息。
在一个实施例中，导航姿态信息包括航向角、仰俯角和横滚角；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵；
根据运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的航向角、仰俯角和横滚角。
在一个实施例中，当模式标志为第二纬度模式标志时，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航位置信息；
根据运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息；
根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航姿态信息。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的位置和所述卯酉面曲率半径，确定运载体在运行时的导航纬度信息；
根据运载体在地球坐标系中的位置、卯酉面曲率半径和第一纬度模式标志下的导航纬度信息，确定运载体在运行时的导航经度信息和导航高度信息。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据运载体在地球坐标系中的姿态信息、运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵；
根据运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的横向航向角、横向仰俯角和横向横滚角。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据运载体在运行时的导航纬度信息、导航经度信息、导航速度信息和导航姿态信息，确定参考阻尼参数；
根据参考阻尼参数、外参考高度和外参考速度，确定运载体的高度阻尼的速度积分器反馈量、水平速度阻尼的速度积分器反馈量和高度阻尼的位置积分器反馈量。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种全球混合导航方法，其特征在于，包括：
获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；所述模式标志表征所述运载体当前所处的纬度；
根据所述模式标志、所述运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取模式标志，包括：
根据所述运载体当前的纬度信息，确定所述模式标志；其中，所述模式标志包括第一纬度模式标志或者第二纬度模式标志，第二纬度的纬度范围下限大于第一纬度的纬度范围上限。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述模式标志为第一纬度模式标志时，所述根据模式标志、所述运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航信息，包括：
根据所述运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定所述运载体在运行时的导航位置信息；
根据所述运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航速度信息；
根据所述运载体在地球坐标系中的姿态信息、所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和所述地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航姿态信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定所述运载体在运行时的导航位置信息，包括：
根据所述运载体在地球坐标系中的位置和所述卯酉面曲率半径，确定所述运载体在运行时的导航纬度信息；
根据所述运载体在地球坐标系中的位置，确定所述运载体在运行时的导航经度信息；
根据所述运载体在地球坐标系中的位置、所述卯酉面曲率半径和所述导航纬度信息，确定所述运载体在运行时的导航高度信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述导航姿态信息包括航向角、仰俯角和横滚角；根据所述运载体在地球坐标系中的姿态信息、所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和所述地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航姿态信息，包括：
根据所述运载体在地球坐标系中的姿态信息、所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和所述地球坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵；
根据所述运载体坐标系到传统地理坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的航向角、仰俯角和横滚角。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述模式标志为第二纬度模式标志时，所述根据模式标志、所述运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航信息，包括：
根据所述运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定所述运载体在运行时的导航位置信息；
根据所述运载体在地球坐标系中的速度和地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体在运行时的导航速度信息；
根据所述运载体在地球坐标系中的姿态信息、所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和所述地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航姿态信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述运载体在地球坐标系中的位置和卯酉面曲率半径，确定所述运载体在运行时的导航位置信息，包括：
根据所述运载体在地球坐标系中的位置和所述卯酉面曲率半径，确定所述运载体在运行时的导航纬度信息；
根据所述运载体在地球坐标系中的位置、所述卯酉面曲率半径和第一纬度模式标志下的导航纬度信息，确定所述运载体在运行时的导航经度信息和导航高度信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述导航姿态信息包括横向航向角、横向仰俯角和横向横滚角；根据所述运载体在地球坐标系中的姿态信息、所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和所述地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航姿态信息，包括：
根据所述运载体在地球坐标系中的姿态信息、所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵和所述地球坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵；
根据所述运载体坐标系到横向地理坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的横向航向角、横向仰俯角和横向横滚角。
9.根据权利要求4或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述运载体在运行时的导航纬度信息、导航经度信息、导航速度信息和导航姿态信息，确定参考阻尼参数；
根据所述参考阻尼参数、外参考高度和外参考速度，确定所述运载体的高度阻尼的速度积分器反馈量、水平速度阻尼的速度积分器反馈量和高度阻尼的位置积分器反馈量。
10.一种全球混合导航装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取模式标志、运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息，以及运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵；所述模式标志表征所述运载体当前所处的纬度；
导航输出模块，用于根据所述模式标志、所述运载体在地球坐标系中的位置、速度和姿态信息、以及所述运载体坐标系到测量坐标系的方向余弦阵，确定所述运载体在运行时的导航信息。
11.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111562603A (zh) * 2020-06-30 2020-08-21 高新兴物联科技有限公司 基于航位推算的导航定位方法、设备及存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103471614A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 哈尔滨工程大学 一种基于逆坐标系的极区传递对准方法
CN103528584A (zh) * 2013-11-04 2014-01-22 东南大学 基于横向地理坐标系的极区惯性导航方法
CN103940446A (zh) * 2014-04-10 2014-07-23 哈尔滨工程大学 一种基于横坐标系的极区航行船舶捷联惯性导航系统重调方法
CN104215242A (zh) * 2014-09-30 2014-12-17 东南大学 一种基于横向游移坐标系的极区惯性导航方法
CN108426575A (zh) * 2018-02-12 2018-08-21 中国人民解放军海军工程大学 用地球椭球模型改进的捷联惯导极地横向导航方法
CN110196048A (zh) * 2019-05-27 2019-09-03 哈尔滨工程大学 一种极区无经度更新的格网惯性导航方法
CN110457813A (zh) * 2019-08-08 2019-11-15 西北工业大学 基于横向地理坐标系的虚拟极区方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103471614A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 哈尔滨工程大学 一种基于逆坐标系的极区传递对准方法
CN103528584A (zh) * 2013-11-04 2014-01-22 东南大学 基于横向地理坐标系的极区惯性导航方法
CN103940446A (zh) * 2014-04-10 2014-07-23 哈尔滨工程大学 一种基于横坐标系的极区航行船舶捷联惯性导航系统重调方法
CN104215242A (zh) * 2014-09-30 2014-12-17 东南大学 一种基于横向游移坐标系的极区惯性导航方法
CN108426575A (zh) * 2018-02-12 2018-08-21 中国人民解放军海军工程大学 用地球椭球模型改进的捷联惯导极地横向导航方法
CN110196048A (zh) * 2019-05-27 2019-09-03 哈尔滨工程大学 一种极区无经度更新的格网惯性导航方法
CN110457813A (zh) * 2019-08-08 2019-11-15 西北工业大学 基于横向地理坐标系的虚拟极区方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卞鸿巍等: "基于统一横向坐标系的极区地球椭球模型导航方法", 《中国惯性技术学报》 *
吴秋平等: "基于互补滤波的惯导系统水平阻尼网络设计", 《中国惯性技术学报》 *
奔粤阳等: "《捷联惯性导航系统算法》", 31 December 2018, 国防工业出版社 *
李倩等: "横坐标系捷联惯导系统极区导航及阻尼设计", 《系统工程与电子技术》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111562603A (zh) * 2020-06-30 2020-08-21 高新兴物联科技有限公司 基于航位推算的导航定位方法、设备及存储介质

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