CN112444836A - 基于四天线的卫星定向方法及装置、定位系统 - Google Patents

基于四天线的卫星定向方法及装置、定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明适用于卫星定位技术领域，提供了一种基于四天线的卫星定向方法及装置、定位系统，其中，所述方法包括：获取四个天线的实际坐标数据，所述四个天线包括第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，第一天线、第二天线、第三天线及第四天线围成一正方形，且所述第一天线与第三天线的连线及所述第二天线与第四天线的连线均为所述正方形的对角线，所述第一天线为坐标原点；分别获取所述第一天线至第二天线、第三天线及第四天线的基线向量；基于所述基线向量获取对应的简化方程；基于所述简化方程得到单位权中误差；基于所述单位权中误差计算所述第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角。本发明的技术方案可提高定向计算的精度。

Description

基于四天线的卫星定向方法及装置、定位系统
技术领域
本发明涉及卫星定位技术领域，尤其涉及一种基于四天线的卫星定向方法及装置、定位系统。
背景技术
近年来，全球定位系统(GPS)已经广泛应用于各种领域。基于GPS载波相位干涉原理，多个GPS天线之间可以实现厘米级的相对定位，进而可以实现高精度的寻北和定向，该技术具备两个基本典型特征：(1)采用差分技术削减原始载波相位观测量的电离层和对流层误差、轨道误差、卫星和接收机时钟误差，建立差分载波相位观测量和基线之间的线性方程；(2)载波相位观测量由于正弦周期特性，存在未知整周数，必须采用整周模糊度估计技术，实现未知整周数的准确估计；
现有技术中，利用卫星接收机采用双天线进行载波相位差分的定向技术，但这种依靠单一的基线向量来进行定向，而基线向量受到多路径及噪声的影响，这导致定向精度不高。
故有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种基于四天线的卫星定向方法及装置、定位系统，解决现有技术中定向精度不高的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种基于四天线的卫星定向方法，包括：
获取四个天线的实际坐标数据，所述四个天线包括第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，第一天线、第二天线、第三天线及第四天线围成一正方形，且所述第一天线与第三天线的连线及所述第二天线与第四天线的连线均为所述正方形的对角线，所述第一天线为坐标原点；
分别获取所述第一天线至第二天线、第三天线及第四天线的基线向量；
基于所述基线向量获取对应的简化方程；
基于所述简化方程得到单位权中误差；
基于所述单位权中误差计算所述第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角。
本发明实施例的第二方面提供了一种基于四天线的卫星定向装置，所述装置用于执行上述第一方面提及的一种基于四天线的卫星定向方法。
本发明实施例的第三方面还提供了一种定位系统，所述定位系统包括第三方面提及的一种基于四天线的卫星定向装置。
本发明实施例的第四方面还提供了一种服务器，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现上述第一方面提及的方法。
本发明实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提及的方法。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：基于前述的单位权中误差计算第一天线与第三的连线所在的方位角，即计算向量AC所在的方位角。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种基于四天线的卫星定向方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种基于四天线的卫星定向方法的四个天线位置示意图；
图3为本发明实施例一提供的一种基于四天线的卫星定向方法的步骤S4 的具体示意图；
图4为本发明实施例二提供的一种基于四天线的卫星定向装置的结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的服务器的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
应理解，本实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
需要说明的是，本实施例中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的区域、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”为不同的类型。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来经说明。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种基于四天线的卫星定向方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：
步骤S1，获取四个天线的实际坐标数据；
具体地，预先设置四个天线，且所述四个天线包括第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，第一天线、第二天线、第三天线及第四天线围成一正方形，且所述第一天线与第三天线的连线及所述第二天线与第四天线的连线均为所述正方形的对角线，所述第一天线为坐标原点；见图2所示，A、B、C、D 分别表示第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，AB＝BC＝CD＝DA，对角线AC垂直于对角线BD，且A为坐标原点，此时获取的ABCD坐标数据为实际坐标数据，且AB⊥BC⊥CD⊥DA，得到向量AC*向量BD＝0。
步骤S2，分别获取第一天线至第二天线、第三天线及第四天线的基线向量；
具体地，根据前述获取的四个天线的实际坐标数据，分别计算第一天线至第二天线、第三天线及第四天线的基线向量，即获取基线向量(XBA，YBA)、(XCA，YCA)、(XDA，YDA)，其中，XBA＝XB-XA，YBA＝YB-YA，且A为坐标原点(0，0)，则XBA＝XB，YBA＝YB，同理得到，XCA＝XC，YCA＝YC，XDA＝XD，YDA＝YD。
步骤S3，基于基线向量获取对应的简化方程；
具体地，根据前述的基线向量进行计算，得到对应的简化方程，该简化方程具体为：
Figure BDA0002181543330000051
Figure BDA0002181543330000052
表示所述第一天线A的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000053
表示第二天线B的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000054
表示第三天线C的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000055
表示第四天线D的平差坐标。
步骤S4，基于简化方程得到单位权中误差；
具体地，根据简化方程计算对应的单位权中误差，该权重误差具体为：
Figure BDA0002181543330000056
其中，r为自由度，σ为单位权中误差，P为单位矩阵，T为矩阵转换，V为改正数方程；
步骤S5，基于单位权中误差计算第一天线与第三天线的连线所在的方位角；
具体地，基于前述的单位权中误差计算第一天线与第三的连线所在的方位角，即计算向量AC所在的方位角。
在本实施例中，设置四个天线，且四个天线围成正方形结构，根据四个天线的实际坐标及几何学原理计算目标方位角，可提高定向计算的精度。
在本实施例的一个优选方案中，该步骤S3具体包括：
基于基线向量获取平差坐标公式；
具体地，根据前述基线向量及几何学原理得到对应的平差坐标公式，该平差坐标公式具体为：
Figure BDA0002181543330000057
其中，
Figure BDA0002181543330000058
表示所述第一天线的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000059
表示第二天线的平差坐标，
Figure BDA00021815433300000510
Figure BDA0002181543330000061
表示第三天线的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000062
表示第四天线的平差坐标。
进一步地，根据向量AC*向量BD＝0及四个天线的平差坐标，得到该平差坐标公式。
基于第一天线的实际坐标数据简化平差坐标公式，得到对应的简化公式；
具体地，由于A为坐标原点，则该平差坐标公式可以简化为：
Figure BDA0002181543330000063
Figure BDA0002181543330000064
Figure BDA0002181543330000065
在本实施例的一个优选方案中，见图3，为本发明实施例一提供的一种基于四天线的卫星定向方法的步骤S4的具体示意图，该步骤S4具体包括：
步骤S41，对简化公式进行线性化处理，得到对应的矩阵方程；
具体地，见图2，由于AC与BD的交点为E，即E为AC及BC的中点，此时有
Figure BDA0002181543330000066
由于A为原点，则此时有
Figure BDA0002181543330000067
进一步地，设置VXA为XA的改正值，VXB为XB的改正值，VXC为XC，VYD为XD的改正值，VYA为YA的改正值，VYB为YB的改正值，VYC为YC的改正值，VYD为YD的改正值，由此可得到改正方程：
Figure BDA0002181543330000068
具体地，对前述简化后的平差坐标公式
Figure BDA0002181543330000069
进行线性化处理，得到矩形方程，该矩阵方程具体为：
Figure BDA0002181543330000071
其中，Wa表示所述第一天线对应的中间量，Wb表示第二天线对应的中间量，所述Wc表示所述第三天线对应的中间量，a、b、c均为常数量。
首先，对
Figure BDA0002181543330000072
线性化处理得到Wa＝0，其中： Wa＝XC(XB-XD)+YC(YB-YD)；
接着对
Figure BDA0002181543330000073
进行线性化处理，得到：VXB-VXC+VXD+Wb＝0；
接着，对
Figure BDA0002181543330000074
进行线性化处理，VYB-VYC+VYD+Wc＝0；
综上，得到矩阵方程：
Figure BDA0002181543330000075
步骤S42，基于矩阵方程建立法方程；
具体地，首先从矩阵方程中提取系数矩形，该系数矩阵具体为：
Figure BDA0002181543330000076
其中，矩阵X为初始坐标向量，
Figure BDA0002181543330000077
为平差值向量，V为改正值向量，W为常数向量，其中，
Figure BDA0002181543330000078
接着，基于系数矩形建立法方程；
具体地，由于前述观测方程
Figure BDA0002181543330000079
满足如下公式：LV+W＝0，且同时满足VTPV最小，为求得改正向量V，建立法方程为：NLLK+W＝0；
其中，法方程系数NLL＝LP-1LT，将NLL＝LP-1LT代入法方程NLLK+W＝0得到联系数
Figure BDA0002181543330000081
步骤S43，基于法方程获取改正数方程；
具体地，根据前述法方程相关公式获取改正数方程，基于NLL＝LP-1LT及
Figure BDA0002181543330000082
得到改正数方法：V＝LTK，将NLL＝LP-1LT及
Figure BDA0002181543330000083
代入该公式 V＝LTK得到改正数方程的优化公式：V＝-LT(LLT)-1W；
步骤S44，基于改正数方程得到平差方程；
具体地，基于前述系数矩阵、法方程及改正数方程得到平差方程：
Figure BDA0002181543330000084
步骤S45，基于平差方程及简化方程得到单位权中误差；
具体地，根据平差方程及简化方程运算得到单位权中误差，首先将平差方程代入简化方程进行检验，若该平差方程均满足简化方程的公式，则进行单位权中误差的计算，得到计算结果，然后判断计算的单位权中误差是否小于设定阈值，若是则表示解算合格，可以进行后续的计算；若不小于则说明解算不合格，则需要重新观测。
在本实施例的一个优选方案中，该步骤S5具体包括：
基于单位权中误差及平差坐标公式分别计算第一天线及第三天线的平差坐标；
具体地，首先基于单位权中误差及平差坐标公式分别计算第一天线及第三天线的平差坐标；
基于第一天线及第三天线的平差坐标计算第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角；
具体地，根据第一天线及第三天线的平差坐标计算第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角，例如：根据第一天线及第三天线的平差坐标，结合几何原理，求得
Figure BDA0002181543330000085
由于A为坐标原点，则
Figure BDA0002181543330000086
在本实施例中，设置四个天线，且四个天线围成正方形结构，根据四个天线的实际坐标及几何学原理计算目标方位角，可提高定向计算的精度。
其次，通过综合平差坐标与实际坐标来计算方位角，可进一步提高定向计算的精度。
实施例二
基于上述实施例一，如图4所示，为本发明实施例二提供的一种基于四天线的卫星定向装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该装置至少包括：第一获取单元1、与第一获取单元1连接的第二获取单元2、与第二获取单元2连接的第三获取单元3、与第三获取单元3连接的第四获取单元4、与第四获取单元连接的计算单元5，其中：
第一获取单元1，用于获取四个天线的实际坐标数据；
具体地，预先设置四个天线，且所述四个天线包括第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，第一天线、第二天线、第三天线及第四天线围成一正方形，且所述第一天线与第三天线的连线及所述第二天线与第四天线的连线均为所述正方形的对角线，所述第一天线为坐标原点；见图2所示，A、B、C、D 分别表示第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，AB＝BC＝CD＝DA，对角线AC垂直于对角线BD，且A为坐标原点，此时获取的ABCD坐标数据为实际坐标数据，且AB⊥BC⊥CD⊥DA，得到向量AC*向量BD＝0。
第二获取单元2，用于分别获取第一天线至第二天线、第三天线及第四天线的基线向量；
具体地，根据前述获取的四个天线的实际坐标数据，分别计算第一天线至第二天线、第三天线及第四天线的基线向量，即获取基线向量(XBA，YBA)、 (XCA，YCA)、(XDA，YDA)，其中，XBA＝XB-XA，YBA＝YB-YA，且A为坐标原点 (0，0)，则XBA＝XB，YBA＝YB，同理得到，XCA＝XC，YCA＝YC，XDA＝XD，YDA＝YD。
第三获取单元3，用于基于基线向量获取对应的简化方程；
具体地，根据前述的基线向量进行计算，得到对应的简化方程，该简化方程具体为：
Figure BDA0002181543330000101
Figure BDA0002181543330000102
表示所述第一天线A的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000103
表示第二天线B的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000104
表示第三天线C的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000105
表示第四天线D的平差坐标。
第四获取单元4，用于基于简化方程得到单位权中误差；
具体地，根据简化方程计算对应的单位权中误差，该权重误差具体为：
Figure BDA0002181543330000106
其中，r为自由度，σ为单位权中误差，P为单位矩阵，T为矩阵转换，V为改正数方程；
计算单元5，用于基于单位权中误差计算第一天线与第三天线的连线所在的方位角；
具体地，基于前述的单位权中误差计算第一天线与第三的连线所在的方位角，即计算向量AC所在的方位角。
在本实施例中，设置四个天线，且四个天线围成正方形结构，根据四个天线的实际坐标及几何学原理计算目标方位角，可提高定向计算的精度。
在本实施例的一个优选方案中，该第三获取单元3具体用于：
基于基线向量获取平差坐标公式；
具体地，根据前述基线向量及几何学原理得到对应的平差坐标公式，该平差坐标公式具体为：
Figure BDA0002181543330000107
其中，
Figure BDA0002181543330000108
表示所述第一天线的平差坐标，
Figure BDA0002181543330000109
表示第二天线的平差坐标，
Figure BDA00021815433300001010
Figure BDA00021815433300001011
表示第三天线的平差坐标，
Figure BDA00021815433300001012
表示第四天线的平差坐标。
进一步地，根据向量AC*向量BD＝0及四个天线的平差坐标，得到该平差坐标公式。
基于第一天线的实际坐标数据简化平差坐标公式，得到对应的简化公式；
具体地，由于A为坐标原点，则该平差坐标公式可以简化为：
Figure BDA0002181543330000111
Figure BDA0002181543330000112
Figure BDA0002181543330000113
在本实施例的一个优选方案中，第四获取单元4具体用于：
对简化公式进行线性化处理，得到对应的矩阵方程；
具体地，见图2，由于AC与BD的交点为E，即E为AC及BC的中点，此时有
Figure BDA0002181543330000114
由于A为原点，则此时有
Figure BDA0002181543330000115
进一步地，设置VXA为XA的改正值，VXB为XB的改正值，VXC为XC，VYD为XD的改正值，VYA为YA的改正值，VYB为YB的改正值，VYC为YC的改正值，VYD为YD的改正值，由此可得到改正方程：
Figure BDA0002181543330000116
具体地，对前述简化后的平差坐标公式
Figure BDA0002181543330000117
进行线性化处理，得到矩形方程，该矩阵方程具体为：
Figure BDA0002181543330000118
其中，Wa表示所述第一天线对应的中间量，Wb表示第二天线对应的中间量，所述Wc表示所述第三天线对应的中间量，a、b、c均为常数量。
首先，对
Figure BDA0002181543330000119
线性化处理得到Wa＝0，其中：Wa＝XC(XB-XD)+YC(YB-YD)；
接着对
Figure BDA0002181543330000121
进行线性化处理，得到：VXB-VXC+VXD+Wb＝0；
接着，对
Figure BDA0002181543330000122
进行线性化处理，VYB-VYC+VYD+Wc＝0；
综上，得到矩阵方程：
Figure BDA0002181543330000123
基于矩阵方程建立法方程；
具体地，首先从矩阵方程中提取系数矩形，该系数矩阵具体为：
Figure BDA0002181543330000124
其中，矩阵X为初始坐标向量，
Figure BDA0002181543330000125
为平差值向量，V为改正值向量，W为常数向量，其中，
Figure BDA0002181543330000126
接着，基于系数矩形建立法方程；
具体地，由于前述观测方程
Figure BDA0002181543330000127
满足如下公式：LV+W＝0，且同时满足VTPV最小，为求得改正向量V，建立法方程为：NLLK+W＝0；
其中，法方程系数NLL＝LP-1LT，W表示中间向量，将NLL＝LP-1LT代入法方程NLLK+W＝0得到联系数
Figure BDA0002181543330000128
基于法方程获取改正数方程；
具体地，根据前述法方程相关公式获取改正数方程，基于NLL＝LP-1LT及
Figure BDA0002181543330000129
得到改正数方法：V＝LTK，将NLL＝LP-1LT及
Figure BDA00021815433300001210
代入该公式 V＝LTK得到改正数方程的优化公式：V＝-LT(LLT)-1W；
基于改正数方程得到平差方程；
具体地，基于前述系数矩阵、法方程及改正数方程得到平差方程：
Figure BDA0002181543330000131
基于平差方程及简化方程得到单位权中误差；
具体地，根据平差方程及简化方程运算得到单位权中误差，首先将平差方程代入简化方程进行检验，若该平差方程均满足简化方程的公式，则进行单位权中误差的计算，得到计算结果，然后判断计算的单位权中误差是否小于设定阈值，若是则表示解算合格，可以进行后续的计算；若不小于则说明解算不合格，则需要重新观测。
在本实施例的一个优选方案中，该计算单元5具体用于：
基于单位权中误差及平差坐标公式分别计算第一天线及第三天线的平差坐标；
具体地，首先基于单位权中误差及平差坐标公式分别计算第一天线及第三天线的平差坐标；
基于第一天线及第三天线的平差坐标计算第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角；
具体地，根据第一天线及第三天线的平差坐标计算第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角，例如：根据第一天线及第三天线的平差坐标，结合几何原理，求得
Figure BDA0002181543330000132
由于A为坐标原点，则
Figure BDA0002181543330000133
在本实施例中，设置四个天线，且四个天线围成正方形结构，根据四个天线的实际坐标及几何学原理计算目标方位角，可提高定向计算的精度。
其次，通过综合平差坐标与实际坐标来计算方位角，可进一步提高定向计算的精度。
实施例三
本发明还提出一种定位系统，该定位系统包括一种基于四天线的卫星定向装置，该终端的具体结构、工作原理及所带来的技术效果与上述实施例二的描述一致，此处不再赘述。
实施例四
图5是本发明实施例四提供的服务器的结构示意图。如图5所示，该实施例的服务器5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52 时实现上述方法实施例一中的步骤，例如图1所示的步骤S1至S5。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块1至5的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述服务器5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块、第四获取模块及计算模块，各模块具体功能如下：
第一获取模块，用于获取四个天线的实际坐标数据，所述四个天线包括第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，第一天线、第二天线、第三天线及第四天线围成一正方形，且所述第一天线与第三天线的连线及所述第二天线与第四天线的连线均为所述正方形的对角线，所述第一天线为坐标原点；
第二获取模块，用于分别获取所述第一天线至第二天线、第三天线及第四天线的基线向量；
第三获取模块，用于基于所述基线向量获取对应的简化方程；
第四获取模块，用于基于所述简化方程得到单位权中误差；
计算模块，用于基于所述单位权中误差计算所述第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角。
所述服务器5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述服务器可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是服务器5的示例，并不构成对服务器5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述服务器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述服务器5的内部存储单元，例如服务器5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述服务器5的外部存储设备，例如所述服务器5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字 (Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51 还可以既包括所述服务器5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器 51用于存储所述计算机程序以及所述服务器所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实施例的模块、单元和/或方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也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计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求经适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明经了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案经修改，或者对其中部分技术特征经等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种基于四天线的卫星定向方法，其特征在于，包括：
获取四个天线的实际坐标数据，所述四个天线包括第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，第一天线、第二天线、第三天线及第四天线围成一正方形，且所述第一天线与第三天线的连线及所述第二天线与第四天线的连线均为所述正方形的对角线，所述第一天线为坐标原点；
分别获取所述第一天线至第二天线、第三天线及第四天线的基线向量；
基于所述基线向量获取对应的简化方程；
基于所述简化方程得到单位权中误差；
基于所述单位权中误差计算所述第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述基线向量获取对应的简化方程，包括：
基于所述基线向量获取平差坐标公式；
基于所述第一天线的实际坐标数据简化所述平差坐标公式，得到对应的简化公式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述简化方程得到单位权中误差，包括：
对所述简化公式进行线性化处理，得到对应的矩阵方程；
基于所述矩阵方程建立法方程；
基于所述法方程获取改正数方程；
基于所述改正数方程得到平差方程；
基于所述平差方程及所述简化方程得到单位权中误差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述平差方程及所述简化方程得到单位权中误差，包括：
将所述平差方程代入所述简化方程进行检验；
若通过检验，则计算单位权中误差；
在所述单位权中误差小于设定阈值时，确定解算合格。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述单位权中误差计算所述第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角，包括：
基于所述单位权中误差及所述平差坐标公式分别计算所述第一天线及第三天线的平差坐标；
基于所述第一天线及第三天线的平差坐标计算所述第一天线与所述第三天线的连线所在的方位角。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述矩阵方程建立法方程，包括：
从所述矩阵方程中提取系数矩阵；
基于所述系数矩阵建立法方程。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述单位权中误差对应的公式为：
Figure FDA0002181543320000021
其中，r为自由度，σ为单位权中误差，P为单位矩阵，T为矩阵转换，V为改正数方程。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平差坐标公式为：
Figure FDA0002181543320000022
其中，
Figure FDA0002181543320000023
表示所述第一天线的平差坐标，
Figure FDA0002181543320000024
表示第二天线的平差坐标，
Figure FDA0002181543320000025
表示第三天线的平差坐标，
Figure FDA0002181543320000026
表示第四天线的平差坐标。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述简化公式为：
Figure FDA0002181543320000027
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述矩阵方程为：
Wa＝0；
VXB-VXC+VXD+Wb＝0；
VYB-VYC+VYD+Wc＝0；
其中，Wa表示所述第一天线对应的中间量，Wb表示第二天线对应的中间量，所述Wc表示所述第三天线对应的中间量，所述VXB表示XB的改正值，VXC表示XC的改正值VYD表示XD的改正值，VYB表示YB的改正值，VYC表示YC的改正值，VYD表示YD的改正值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述法方程为：
NLLK+W＝0；
其中，法方程系数NLL＝LP-1LT，W表示常数向量，联系数
Figure FDA0002181543320000031
12.一种基于四天线的卫星定向装置，其特征在于，所述装置，用于执行如权利要求1至11任意一项方法。
13.一种定位系统，其特征在于，包括如权利要求12所述的一种基于四天线的卫星定向装置。
14.一种服务器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11中任一项所述方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述方法的步骤。
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