CN112254724A - 一种提高惯导经纬度分辨率方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高惯导经纬度分辨率方法，其中，包括：建立的方格系统，当载机跨越方格边界到相邻方格时，发生经纬度数据跳变，经纬度数据跳变的计算包括：获得原始低分辨率经纬度数值；判断经度或纬度数值是否有跳变；如果经度值产生跳变，将跳变前和跳变后的经度值相加取平均值，并作为跳变时飞机处所划分的两相邻方格之间边线处的经度值；如果纬度产生跳变，将跳变前和跳变后的纬度值相加取平均值，并作为跳变时飞机处于所划分的两相邻方格之间边线处的纬度值；如经度或纬度数值未发生下一次跳变，则一直使用载机的东向速度和北向速度递推载机未来时刻经度和纬度位置，并输出。

Description

一种提高惯导经纬度分辨率方法
技术领域
本发明属于软件与惯性导航领域，特别涉及提高惯导经纬度分辨率方法。
背景技术
图1为某惯导设备输出经度和纬度数据格式，如图1所示，其中地理经度和地理纬度以补码形式给出，符号位为1位，数据位为15位。结合经度和纬度变化范围，可大致得出它们最小分辨率分别为经度610米和纬度305米。对于分辨率在10米以内要求，现有的数据精度无法满足，因此需要一种技术手段提高数据分辨率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高惯导经纬度分辨率方法，用于解决上述现有技术的问题。
本发明一种提高惯导经纬度分辨率方法，其中，包括：建立的方格系统，当载机跨越方格边界到相邻方格时，发生经纬度数据跳变，经纬度数据跳变的计算包括：步骤一、获得原始低分辨率经纬度数值；步骤二、判断经度或纬度数值是否有跳变；如果没有跳变，则使用当前经度和纬度数值作为经纬度输出，如发生跳变，则转步骤三；步骤三、如果经度值产生跳变，将跳变前和跳变后的经度值相加取平均值，并作为跳变时飞机处所划分的两相邻方格之间边线处的经度值；如果纬度产生跳变，将跳变前和跳变后的纬度值相加取平均值，并作为跳变时飞机处于所划分的两相邻方格之间边线处的纬度值；步骤四、如经度或纬度数值未发生下一次跳变，则一直使用载机的东向速度和北向速度递推载机未来时刻经度和纬度位置，并输出；如果经度或纬度数据发生跳变，回到步骤三。
根据本发明的提高惯导经纬度分辨率方法的一实施例，其中，对于每一个惯导输出的16位数据分别对应一个方格。
根据本发明的提高惯导经纬度分辨率方法的一实施例，其中，每个方格的长和宽根据惯导输出经纬度进行推算。
根据本发明的提高惯导经纬度分辨率方法的一实施例，其中，按地球周长4万千米计算，方格的南北纬度方向固定为305米，东西经度方向最大值为610米，对应赤道位置。
根据本发明的提高惯导经纬度分辨率方法的一实施例，其中，每一个惯导输出的16位经纬度的位置对应方格的中心点。
根据本发明的提高惯导经纬度分辨率方法的一实施例，其中，利用载机自身东向和北向速度实现位置递推，以确定方格内部的精确位置。
根据本发明的提高惯导经纬度分辨率方法的一实施例，其中，各平均值精确到小数点后的位数，随需求确定。
根据本发明的提高惯导经纬度分辨率方法的一实施例，其中，步骤四中，以固定时间周期调用递推算法，每次调用时，使用载机东向和北向速度乘以时间周期，得出该时间段内，载机的东向和北向距离变化，再将距离变化折算成经纬度变化，结合上一次调用时刻载机的经纬度，推算出载机当前时刻的经纬度。
本发明针对飞机惯性导航设备输出的经纬度数据提出一种提高分辨率的方法。该方法利用原有惯导输出16位低分辨率数据，建立一套方格计算系统，使输出的经纬度分辨率得到进一步提高，使载机轨迹平滑连续，位置更精确，满足了实际项目对经纬度高分辨率的要求。
附图说明
图1为某惯导设备输出经度和纬度数据格式；
图2为载机惯导数据与方格系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图2为载机惯导数据与方格系统示意图，如图2所示，在经纬度低分辨率的条件下，载机惯导输出经纬度实际情况及建立的方格系统：
对于每一个惯导输出的16位数据分别对应图中的每一个方格。每个方格的长和宽可根据惯导输出经纬度进行推算。按地球周长4万千米粗略计算，方格的南北纬度方向基本固定为305米，而东西经度方向最大值为610米，对应赤道位置，其余位置的长度计算方法为610米*cos(纬度值)。即越靠两极，方格的东西方向长度越短。每一个惯导输出的16位经纬度的确切位置是对应方格的中心点。这里以东经120度，北纬40度附近两个方格为例，实际经纬度以及对应图1格式的16位数值，方格内其他位置无法用现有16位数据表达，因为分辨率不够。载机在该方格内飞行时，从惯导获取的经纬度数值不变，载机好像固定在方格中心点，与实际情况不符。
对于每个惯导输出的16位经纬度数值，只能确定载机在某一个方格里，但方格内具体位置无法定位。只有载机在方格中心点时，该16位数值才能准确表达载机实际位置，但事实上，受16位低分辨率影响，载机在方格内任意位置时得到的经纬度数值是固定不变的，因此原有经纬度误差最大可达东西方向300多米、南北方向150多米。
当载机跨越方格边界到相邻方格时，会发生经纬度数据跳变。即载机从一个方格中心点瞬间移动到旁边方格中心点，同样与实际飞行不符。如图2所示从L1方格向东飞到L2方格，经度数据加1。但此时可根据两个方格中心点位置准确求得L1和L2边界线位置，东西方向计算经度和南北方向计算纬度同理。对于图2，载机正在跨越的边线经度为21857.5/32767*180°＝120.070498°。小数点后6位对应实际距离误差大约为0.1米，且该数值与载机的实际位置实时匹配，为后面速度递推奠定基础。
边界线位置确定后，就可以利用载机自身东向和北向速度实现位置递推，以确定方格内部的精确位置。出现经纬度数据跳变，此条件在实际飞行过程中可以随时满足。
输入数据包括原始经度、纬度、载机东向和北向速度。产生的输出数据包括高分辨率经度和纬度。
其中，上述经纬度跳变的计算步骤包括：
1.从输入接口获得原始低分辨率经纬度数值。
2.判断经度或纬度数值是否有跳变。
3.如果一直没有跳变，即纬度数值固定值不变，临时使用该固定值作为经纬度输出到外部模块。
4.如果经度值产生跳变，将跳变前和跳变后的经度值相加取平均值，平均值可精确到小数点后任意位，并作为跳变时飞机处于图2中所划分的两方格边线处的经度值；如果纬度产生跳变，将跳变前和跳变后的纬度值相加取平均值，平均值可精确到小数点后任意位，并作为跳变时飞机处于图2中所划分的两方格边线处的纬度值。
5.如经度或纬度数值未发生下一次跳变，则一直使用载机的东向速度和北向速度递推载机未来时刻经度和纬度位置，并将它们输出到外部模块。以固定时间周期(如20ms)调用递推算法，每次调用时，使用载机东向和北向速度乘以时间周期，得出该时间段内，载机的东向和北向距离变化，最后再将距离变化折算成经纬度变化，结合上一次调用时刻载机的经纬度，可以推算出载机当前时刻的经纬度；如果经度或纬度数据发生跳变，回到第4步。
经过实施加入经纬度跳变的步骤定位，可实现如下优化效果：
1.载机在某一方格内部，它的位置呈现平滑连续变化的效果，不再是低分辨率下固定在中心点；
2.当载机跨越方格时，位置连续变化，不再出现瞬间移动的情况。
3.载机在方格内部及跨越方格时，产生的经纬度比之前分辨率更高，表达载机实际位置更精确。
本发明采用三项技术关键点提高经纬度分辨率：1.利用原有惯导输出16位低分辨率数据，建立一套方格计算系统。2.通过识别经纬度数值跳变，可精确计算跳变时刻载机经纬度瞬间数值。3.利用已计算的经纬度数值，在下一次跳变之前，通过载机东向和北向速度进行位置递推。可以在现有经纬度低分辨率的条件下，有效实现精确定位，以满足实际要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种提高惯导经纬度分辨率方法，其特征在于，包括：建立的方格系统，当载机跨越方格边界到相邻方格时，发生经纬度数据跳变，经纬度数据跳变的计算包括：
步骤一、获得原始低分辨率经纬度数值；
步骤二、判断经度或纬度数值是否有跳变；如果没有跳变，则使用当前经度和纬度数值作为经纬度输出，如发生跳变，则转步骤三；
步骤三、如果经度值产生跳变，将跳变前和跳变后的经度值相加取平均值，并作为跳变时飞机处所划分的两相邻方格之间边线处的经度值；如果纬度产生跳变，将跳变前和跳变后的纬度值相加取平均值，并作为跳变时飞机处于所划分的两相邻方格之间边线处的纬度值；
步骤四、如经度或纬度数值未发生下一次跳变，则一直使用载机的东向速度和北向速度递推载机未来时刻经度和纬度位置，并输出；如果经度或纬度数据发生跳变，回到步骤三。
2.如权利要求1所述的提高惯导经纬度分辨率方法，其特征在于，对于每一个惯导输出的16位数据分别对应一个方格。
3.如权利要求1所述的提高惯导经纬度分辨率方法，其特征在于，每个方格的长和宽根据惯导输出经纬度进行推算。
4.如权利要求3所述的提高惯导经纬度分辨率方法，其特征在于，按地球周长4万千米计算，方格的南北纬度方向固定为305米，东西经度方向最大值为610米，对应赤道位置。
5.如权利要求1所述的提高惯导经纬度分辨率方法，其特征在于，每一个惯导输出的16位经纬度的位置对应方格的中心点。
6.如权利要求1所述的提高惯导经纬度分辨率方法，其特征在于，利用载机自身东向和北向速度实现位置递推，以确定方格内部的精确位置。
7.如权利要求1所述的提高惯导经纬度分辨率方法，其特征在于，各平均值精确到小数点后的位数，随需求确定。
8.如权利要求1所述的提高惯导经纬度分辨率方法，其特征在于，步骤四中，以固定时间周期调用递推算法，每次调用时，使用载机东向和北向速度乘以时间周期，得出该时间段内，载机的东向和北向距离变化，再将距离变化折算成经纬度变化，结合上一次调用时刻载机的经纬度，推算出载机当前时刻的经纬度。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102288962A (zh) * 2011-07-13 2011-12-21 中国人民解放军国防科学技术大学 一种超宽带合成孔径雷达实时运动补偿方法
JP2012203408A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Hisashi Endo 緯度経度の座標変換方法、およびその位置情報コード
CN103900565A (zh) * 2014-03-04 2014-07-02 哈尔滨工程大学 一种基于差分gps的惯导系统姿态获取方法
US9307360B1 (en) * 2015-01-09 2016-04-05 NinthDecimal, Inc. Systems and methods to identify a predefined geographical region in which a mobile device is located
WO2016070723A1 (zh) * 2014-11-05 2016-05-12 中国科学院嘉兴微电子与系统工程中心 由里程计获得车辆经纬度的航位推算导航定位方法及系统
CN106600589A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于海岸线区域遥感图的星载光谱仪指向配准方法
CN111649763A (zh) * 2020-04-26 2020-09-11 中国人民解放军61540部队 一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法及系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012203408A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Hisashi Endo 緯度経度の座標変換方法、およびその位置情報コード
CN102288962A (zh) * 2011-07-13 2011-12-21 中国人民解放军国防科学技术大学 一种超宽带合成孔径雷达实时运动补偿方法
CN103900565A (zh) * 2014-03-04 2014-07-02 哈尔滨工程大学 一种基于差分gps的惯导系统姿态获取方法
WO2016070723A1 (zh) * 2014-11-05 2016-05-12 中国科学院嘉兴微电子与系统工程中心 由里程计获得车辆经纬度的航位推算导航定位方法及系统
US9307360B1 (en) * 2015-01-09 2016-04-05 NinthDecimal, Inc. Systems and methods to identify a predefined geographical region in which a mobile device is located
CN106600589A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于海岸线区域遥感图的星载光谱仪指向配准方法
CN111649763A (zh) * 2020-04-26 2020-09-11 中国人民解放军61540部队 一种基于重力灯塔建立的潜艇导航方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
唐娅娟等: "无人机改进导航定位方法设计", 《科技与创新》 *
张广栋等: "极区飞行法向量惯性导航算法原理", 《中国惯性技术学报》 *

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