CN112630807A - 一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法 - Google Patents

一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112630807A
CN112630807A CN202011332219.3A CN202011332219A CN112630807A CN 112630807 A CN112630807 A CN 112630807A CN 202011332219 A CN202011332219 A CN 202011332219A CN 112630807 A CN112630807 A CN 112630807A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic field
navigation
simulation
magnetic
early warning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011332219.3A
Other languages
English (en)
Inventor
冯恒强
彭枫
李雪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luoyang Normal University
Original Assignee
Luoyang Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luoyang Normal University filed Critical Luoyang Normal University
Priority to CN202011332219.3A priority Critical patent/CN112630807A/zh
Publication of CN112630807A publication Critical patent/CN112630807A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
    • G01S19/235—Calibration of receiver components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明涉及导航技术领域，具体是涉及一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法，通过飞行器上布置的若干个磁场探测装置，探测即时磁场并记录即时的磁纬度、磁强度、磁场方向和飞行高度相关实际数据；在该飞行器上设置具有屏蔽罩的磁场模拟器，通过调整磁场模拟器的磁极方位，使磁场模拟器的模拟磁纬度、模拟磁场强度、模拟磁场方向和模拟飞行高度等模拟数据与上述记录的实际数据一致；并实时记录相关数据；飞行器上的导航失灵预警系统，在判断卫星导航失灵、地磁效应发生时，触发预警控制器，预警控制器启动反向控制器，根据历史的模拟数据调整即时的实际数据，实现导航。该方法能在地磁效应产生时，通过补偿修正卫星导航信号自行修正导航。

Description

一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法
技术领域
本发明涉及导航技术领域，具体是涉及一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法。
背景技术
大量的观测事实表明，磁场是天体活动过程中重要的能量来源。地理南北极与地磁南北极不重合，地磁南北基于地理南北极相反发生地磁效应，地磁效应就是地磁发生倒转，主磁场会变弱乃至消失，然后以相反的极性再出现。之后，指南针指示的方向将颠倒，天上地下的许多事物难免变得面目全非。磁场倒转会摧毁电网，伤害宇航员和人造卫星，扩大大气臭氧层空洞，将极光反射到赤道，鸟类（主要是候鸟）、鱼类（主要是回游鱼）和其他迁徙动物将因此迷失方向。所幸，虽然有一些人发出世界末日的预言，并称找到了过去磁场倒转和物种灭绝间的联系，专家们说事情还不至于那么恐怖。
磁场的变化是很大的，而且不确定性很强，地磁效应就是地磁发生倒转，主磁场会变弱乃至消失，然后以相反的极性再出现。而一旦卫星导航失灵，又面临地磁效应发生，在运行中的飞机等航天器面临导航的难题，极易引起空难的发生，所以研究在卫星导航失灵，地磁效应发生时的导航方法具有十分重要的意义，为此本发明提供了一种用于地磁效应及卫星导航失灵的导航方法。
发明内容
本发明的目的在于为了解决目前在地磁效应产生后以及卫星导航系统失灵时的导航问题，提供一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法，该导航方法包括以下步骤：
通过飞行器上布置的若干个磁场探测装置，探测即时磁场方向并记录即时的磁纬度、磁强度、磁场方向和飞行高度相关实际数据；
在该飞行器上设置具有屏蔽罩的磁场模拟器，通过调整磁场模拟器的磁极方位，使磁场模拟器的模拟磁纬度、模拟磁场强度、模拟磁场方向和模拟飞行高度等模拟数据与上述记录的实际数据一致；并实时记录相关数据；
飞行器上的导航失灵预警系统，在判断卫星导航失灵、地磁效应发生时，触发预警控制器，预警控制器启动反向控制器，根据历史的模拟数据调整即时的实际数据，实现导航。
进一步的，采用6个以上的磁场探测装置，至少分布于飞行器内的六个方向。
进一步的，判断卫星导航失灵、地磁效应发生采用的判断标准包括：磁极突然的反转、飞行路径磁场剧烈变化、X射线探测器探测X射线活动异常、日盲光电探测器的日盲光电信号异常波动。
进一步的，地球磁场模拟器具有6个自由度。
进一步的，预警控制器还启动光电预警，包括对周围进行探照灯或红外预警。
本发明的有益效果为：在地磁效应产生时，能够利用历史数据，通过内部磁场补偿修正卫星导航信号，使飞行器能够在内部模拟导航器校准下安全飞行，从而避免了灾难发生。
具体实施方式
以下通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明。
一种在地磁效应产生卫星导航失灵时飞行器的导航方法。具体的：
某飞行器在该飞行器上布置若干个磁场探测装置，磁场探测装置的数量至少6个，至少分布于飞行器内的六个方向；通过利用这些磁场探测装置来实时探测即时磁场数据并记录即时的磁纬度、磁强度、磁场方向和飞行高度等相关的实际数据。
在该飞行器上设置具有屏蔽罩的磁场模拟器，地球磁场模拟器具有6个自由度，即地球磁场模拟器在空间内自由旋转并定位；通过调整磁场模拟器的磁极方位，使磁场模拟器的模拟磁纬度、模拟磁场强度、模拟磁场方向和模拟飞行高度等模拟数据与上述记录的实际数据一致；并实时记录相关数据；并通过多次测量不断进行来往间的数据模拟与修复。
飞行器上设置导航失灵预警系统，用以判断卫星导航失灵、地磁效应发生，判断卫星导航失灵、地磁效应发生采用的判断标准包括：磁极突然的反转、飞行路径磁场剧烈变化、X射线探测器探测X射线活动异常、日盲光电探测器的日盲光电信号异常波动。
在导航失灵预警系统判断卫星导航失灵、地磁效应发生时，触发预警控制器，预警控制器启动反向控制器及光电预警，光电预警具体包括对周围进行探照灯或红外预警；反向控制器提供反向控制功能，根据历史的模拟数据调整即时的实际数据，实现导航。
本方案，首先是通过磁场模拟器与即时磁场进行对比，得到历史模拟数据；在导航失灵地磁效应时，利用历史模拟数据与即时的磁场数据对比，对此时的卫星导航信号进行磁场下的信号不畅，字形修正导航，反向矫正卫星导航。并结合光电预警系统对周围进行预警，以避免其他飞行器与该飞行器碰撞，保障该飞行器的安全航行。
以上所述的实施例只是本发明的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法，其特征在于，该导航方法包括以下步骤：
通过飞行器上布置的若干个磁场探测装置，探测即时磁场数据并记录即时的磁纬度、磁强度、磁场方向和飞行高度相关实际数据；
在该飞行器上设置具有屏蔽罩的磁场模拟器，通过调整磁场模拟器的磁极方位，使磁场模拟器的模拟磁纬度、模拟磁场强度、模拟磁场方向和模拟飞行高度等模拟数据与上述记录的实际数据一致；并实时记录相关数据；
飞行器上的导航失灵预警系统，在判断卫星导航失灵、地磁效应发生时，触发预警控制器，预警控制器启动反向控制器，根据历史的模拟数据调整即时的实际数据，实现飞行器的重新导航。
2.根据权利要求1所述的一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法，其特征在于：采用6个以上的磁场探测装置，至少分布于飞行器内的六个方向。
3.根据权利要求1所述的一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法，其特征在于：判断卫星导航失灵、地磁效应发生采用的判断标准包括：磁极突然的反转、飞行路径磁场剧烈变化、X射线探测器探测X射线活动异常、日盲光电探测器的日盲光电信号异常波动。
4.根据权利要求1所述的一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法，其特征在于：地球磁场模拟器具有6个自由度。
5.根据权利要求1所述的一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法，其特征在于：预警控制器还启动光电预警，包括对周围进行探照灯或红外预警。
CN202011332219.3A 2020-11-24 2020-11-24 一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法 Pending CN112630807A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011332219.3A CN112630807A (zh) 2020-11-24 2020-11-24 一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011332219.3A CN112630807A (zh) 2020-11-24 2020-11-24 一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112630807A true CN112630807A (zh) 2021-04-09

Family

ID=75303814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011332219.3A Pending CN112630807A (zh) 2020-11-24 2020-11-24 一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112630807A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113959438A (zh) * 2021-10-20 2022-01-21 广东电力通信科技有限公司 一种基于多源数据融合的导航定位方法、存储介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4414753A (en) * 1980-06-05 1983-11-15 Crouzet Process for compensating the magnetic disturbances in the determination of a magnetic heading, and devices for carrying out this process
CN103518408A (zh) * 2011-03-07 2014-01-15 伊西斯创新有限公司 用于提供信息的系统以及关联设备
CN105588567A (zh) * 2016-01-25 2016-05-18 北京航空航天大学 一种自动电子罗盘校准辅助式的航姿参考系统及方法
CN106556852A (zh) * 2016-11-21 2017-04-05 重庆卓观科技有限公司 一种基于定位姿态信息模拟磁罗盘的方法与磁强计模拟器
CN107085385A (zh) * 2017-06-20 2017-08-22 中仿智能科技（上海）股份有限公司 一种模拟多飞行器自主飞行的仿真系统及方法
CN108253966A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 昊翔电能运动科技(昆山)有限公司 无人机飞行三维模拟显示方法
CN110488865A (zh) * 2019-08-19 2019-11-22 深圳市道通智能航空技术有限公司 无人机航向确定方法、装置及无人机
CN110514228A (zh) * 2019-09-02 2019-11-29 哈尔滨工业大学 微小型无人机航姿测量系统动态综合性能测试装置及方法
CN110986923A (zh) * 2019-11-28 2020-04-10 北京自动化控制设备研究所 一种地磁航向误差修正方法
WO2020133909A1 (zh) * 2018-12-29 2020-07-02 北京金朋达航空科技有限公司 飞控与导航一体机

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4414753A (en) * 1980-06-05 1983-11-15 Crouzet Process for compensating the magnetic disturbances in the determination of a magnetic heading, and devices for carrying out this process
CN103518408A (zh) * 2011-03-07 2014-01-15 伊西斯创新有限公司 用于提供信息的系统以及关联设备
CN105588567A (zh) * 2016-01-25 2016-05-18 北京航空航天大学 一种自动电子罗盘校准辅助式的航姿参考系统及方法
CN106556852A (zh) * 2016-11-21 2017-04-05 重庆卓观科技有限公司 一种基于定位姿态信息模拟磁罗盘的方法与磁强计模拟器
CN108253966A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 昊翔电能运动科技(昆山)有限公司 无人机飞行三维模拟显示方法
CN107085385A (zh) * 2017-06-20 2017-08-22 中仿智能科技（上海）股份有限公司 一种模拟多飞行器自主飞行的仿真系统及方法
WO2020133909A1 (zh) * 2018-12-29 2020-07-02 北京金朋达航空科技有限公司 飞控与导航一体机
CN110488865A (zh) * 2019-08-19 2019-11-22 深圳市道通智能航空技术有限公司 无人机航向确定方法、装置及无人机
CN110514228A (zh) * 2019-09-02 2019-11-29 哈尔滨工业大学 微小型无人机航姿测量系统动态综合性能测试装置及方法
CN110986923A (zh) * 2019-11-28 2020-04-10 北京自动化控制设备研究所 一种地磁航向误差修正方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113959438A (zh) * 2021-10-20 2022-01-21 广东电力通信科技有限公司 一种基于多源数据融合的导航定位方法、存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2349513C2 (ru) Международная аэрокосмическая автоматизированная система мониторинга глобальных геофизических явлений и прогнозирования природных и техногенных катастроф (макасм)
Hristov et al. Emerging methods for early detection of forest fires using unmanned aerial vehicles and lorawan sensor networks
Olson The evidence for auroral effects on atmospheric electricity
CN112630807A (zh) 一种地磁效应及卫星导航失灵时的自修正导航方法
Kwon et al. Ground-based observations of the polar region space environment at the Jang Bogo Station, Antarctica
Moore et al. Autonomous inspection of electrical transmission structures with airborne UV sensors and automated air traffic management
Luhmann et al. Pioneer Venus observations of plasma and field structure in the near wake of Venus
Wong et al. The role of software in recent catastrophic accidents
Cooley Viking 75 project: Viking lander system primary mission performance report
CN112630808A (zh) 一种用于地磁效应及卫星导航失灵时的修正导航系统
Koroglu et al. Spatio-temporal analysis of ionospheric disturbances for ground based augmentation systems over a midlatitude region
Trainham et al. Drone Video Platform—Collision Avoidance, Situational Awareness, and Communications
Bering III et al. Balloon observations of temporal and spatial fluctuations in stratospheric conductivity
Konovalova et al. Analysis of muon flux variations caused by high-speed solar wind during periods of low solar activity
Millikan The present status of the evidence for the atom-annihilation hypothesis
Sardonia et al. Kodiak Star: An Overview Of Operational Weather Support At The Kodiak Launch Complex For Alaska’s First Orbital Space Launch
Patidar et al. Real-time Monitoring of Forest Using High-Altitude Pseudo-Satellite
Goldade et al. ENVIRONMENTAL MONITORING OF WOODLANDS WITH A ROTARY IP CAMERA.
Kalaw et al. Ionospheric Storm Caused in 2015 by Intense Geomagnetic Storms over Metro Manila, Philippines
Ebihara et al. A convection enhancement event observed with the Polar Patrol Balloon# 4
Myagkova et al. The influence of solar flares on the near-Earth space radiation environment in March and April 2013: Possibilities of operational monitoring
Weather et al. GOES-R Series Overview
Roth et al. Cassini orbit determination from launch to the first Venus flyby
Datta-Barua et al. Verification of low latitude ionosphere effects on WAAS during October 2003 geomagnetic storm
Bering et al. Electrodynamic Coupling Between The Atmospheric and Space Environments after an Extreme Space Weather Event

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination