CN117970400A - 基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法及系统，涉及装备定位技术领域，包括如下步骤：与北斗卫星通讯连接；获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备；对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离；对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息；本发明用于解决现有的装备定位技术还存在过度依赖通讯基站以及在进行卫星定位时习惯采用单卫星定位，导致定位信息的误差较大的问题。

Description

基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法及系统

技术领域

本发明涉及装备定位技术领域，具体为基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法及系统。

背景技术

装备定位技术，是指通过使用各种传感器、定位系统和数据处理技术，对特定装备或设备进行准确的位置信息的获取和跟踪的技术手段；装备定位技术的目的是获取装备的精确位置信息，以便实时监测、控制和管理装备的运行状态，这些技术可以应用于各种领域，如工业自动化、海洋工程、物流和运输等。

现有的装备定位技术通常都是采用单个卫星对设备进行定位，而单个卫星的定位效果较差，难以将设备精确地定位到经纬度上，且现有的装备定位技术通常采用与附近通讯基站相连的方式对装备进行定位，而在某些特定领域，如海洋或深山中使用的装备远离通讯基站，无法通过通讯基站对装备进行定位，比如在申请公开号为CN113219407A的中国专利中，公开了一种运载工具的定位方法、装置、电子设备，该方案就是通过卫星对运载工具进行定位，但是在定位时仅通过一个卫星对运载工具的经纬度进行确定，没有通过多个卫星进行联合定位，导致最终得到的定位信息误差较大，现有的装备定位技术还存在过度依赖通讯基站以及在进行卫星定位时习惯采用单卫星定位，导致定位信息的误差较大的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一，通过查找收集装备能够连接的北斗卫星中信号最强的三个接收卫星，再基于当前时间生成时间戳信号，将时间戳信号发送至接收卫星并返回，基于返回时时间戳信号的接收时间计算时间戳信号的传播时长，基于传播时长计算收集装备与接收卫星的客观距离，记录接收时间戳信号时的接收角度，对客观距离以及接收角度进行计算分析得到收集装备与接收卫星在二维层面上的二维距离，基于二维距离以及北斗卫星的经纬度计算分析得到收集装备的定位信息，以解决现有的装备定位技术还存在过度依赖通讯基站以及在进行卫星定位时习惯采用单卫星定位，导致定位信息的误差较大的问题。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，包括如下步骤：

与北斗卫星通讯连接，获取与收集装备连接信号最强的三个北斗卫星的编号，命名为接收编号，将接收编号对应的北斗卫星命名为接收卫星；

获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备，获取收集装备接收到时间戳信号的时间，命名为接收时间；

对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离；

对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息。

进一步地，与北斗卫星通讯连接包括如下子步骤：

接收北斗卫星的卫星信号，获取收集装备能够接收到的卫星信号的编号，命名为卫星编号，所述卫星编号为卫星通讯部门对北斗卫星的编号；

获取卫星信号的信号强度，按照从大到小的顺序对信号强度进行排序，通过符号Pn表示，n为正整数；

获取P1、P2以及P3对应的卫星编号，命名为接收编号，将P1、P2以及P3对应的北斗卫星命名为接收卫星。

进一步地，获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备包括如下子步骤：

获取当前时间，所述当前时间精确到毫秒，格式为hh:mm:ss:jjj，将“:”剔除，获取当前时间中的纯数字，按照从左到右的顺序进行排列，得到时间戳信号为hhmmssjjj，其中每个字母代表一个数字；

将时间戳信号发送至北斗卫星并由北斗卫星返回时间戳信号，通过收集装备接收时间戳信号，获取接收时间。

进一步地，对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离包括如下子步骤：

获取接收到的时间戳信号，将时间戳信号解码转换为发送时间，基于发送时间以及接收时间计算时间戳信号的传播时长；

基于传播时长以及卫星信号的传播速度计算收集装备与接收卫星的客观距离。

进一步地，将时间戳信号解码转换为发送时间，基于发送时间以及接收时间计算时间戳信号的传播时长包括如下子步骤：

获取接收到的时间戳信号，将时间戳信号的后三位数字标记为毫秒值，将剩余数字按照从左到右的顺序每两个数字一组进行分组，得到三组数字，依次命名为时位值、分位值以及秒位值；

将时位值、分位值、秒位值以及毫秒值组合得到时位值:分位值:秒位值:毫秒值，命名为发送时间，获取接收时间；

计算接收时间-发送时间的值，将计算结果标记为传播时长；

判断传播时长是否为负数，若传播时长为负数，则输出计算异常信号；若传播时长为非负数，则输出计算正常信号；

若输出计算异常信号，则将接收时间对应的时位值更改为“25”，重新计算传播时长；

将P1、P2以及P3对应的接收卫星依次命名为第一卫星、第二卫星以及第三卫星，分别计算时间戳信号往返第一卫星、第二卫星以及第三卫星的传播时长，依次命名为第一传播时长、第二传播时长以及第三传播时长。

进一步地，基于传播时长以及卫星信号的传播速度计算收集装备与接收卫星的客观距离包括如下子步骤：

获取卫星信号的传播速度；

通过客观距离计算公式对传播速度以及传播时长进行计算，得到收集装备与接收卫星的客观距离。

进一步地，对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息包括如下子步骤：

记录接收时间戳信号时的接收角度，基于客观距离以及接收角度分析计算收集装备与接收卫星之间的二维距离；

基于二维距离构建平面距离坐标系，对平面距离坐标系进行分析得到收集装备的定位信息。

进一步地，记录接收时间戳信号时的接收角度，基于客观距离以及接收角度分析计算收集装备与接收卫星之间的二维距离包括如下子步骤：

在接收时间戳信号时记录信号的接收角度，所述接收角度为时间戳信号到达收集装备时与海面的夹角；所述接收角度包括第一接收角度、第二接收角度以及第三接收角度；

基于世界地图，通过二维距离计算公式对客观距离以及接收角度进行计算，得到收集装备与接收卫星的二维距离，所述二维距离包括第一二维距离、第二二维距离以及第三二维距离。

进一步地，基于二维距离构建平面距离坐标系，对平面距离坐标系进行分析得到收集装备的定位信息包括如下子步骤：

基于世界地图，获取第一卫星、第二卫星以及第三卫星的经纬度，依次命名为第一经纬度、第二经纬度以及第三经纬度；

基于世界地图，以第一经纬度为原点，平行于赤道线为X轴，垂直于赤道线为Y轴建立平面距离坐标系，所述平面距离坐标系的精度为1m；

获取第二卫星以及第三卫星在平面距离坐标系上的坐标点，依次标记为第二坐标点以及第三坐标点；

以原点为圆心，第一二维距离为半径绘制圆形，命名为第一定位圆；以第二坐标点为圆心，第二二维距离为半径绘制圆形，命名为第二定位圆；以第三坐标点为圆心，第三二维距离为半径绘制圆形，命名为第三定位圆；

获取第一定位圆与第二定位圆之间的两个交点的坐标，分别命名为K11交点以及K12交点，统称为第一交点；获取第一定位圆与第三定位圆之间的两个交点的坐标，分别命名为K21交点以及K22交点，统称为第二交点；

查找第一交点与第二交点之间的距离的最小值，将对应的第一交点以及第二交点分别标记为第一定位交点以及第二定位交点；

将第一定位交点以及第二定位交点通过直线连接，将直线标记为定位直线，获取定位直线的中点的坐标，标记为定位坐标点；

查找定位坐标点对应的经纬度，标记为定位信息。

第二方面，本申请提供基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位系统，包括卫星通讯模块、信号接收模块、信号分析模块以及定位模块，所述卫星通讯模块、信号接收模块以及定位模块分别与信号分析模块数据连接；

所述卫星通讯模块用于与北斗卫星通讯连接，获取与收集装备连接信号最强的三个北斗卫星的编号，命名为接收编号，将接收编号对应的北斗卫星命名为接收卫星；

所述信号接收模块用于获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备，获取收集装备接收到时间戳信号的时间，命名为接收时间；

所述信号分析模块用于对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离；

所述定位模块用于对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息。

本发明的有益效果：本发明通过接收北斗卫星的卫星信号，基于接收到的不同卫星信号的强度，选择卫星信号强度排名前三的三个北斗卫星作为接收卫星，优势在于，区别于单卫星定位，多卫星定位能够提高定位的准确性，且三卫星定位能够互相印证收集装备的定位信息，提高了卫星定位的准确性以及精准度；

本发明通过基于当前时间生成时间戳信号，将时间戳信号发送至不同的接收卫星并记录时间戳信号返回时的接收时间以及接收角度，基于接收时间以及时间戳信号分析得到时间戳信号的传播时长，优势在于，基于传播时长以及卫星信号的传播速度可以计算分析得到收集装备与北斗卫星的客观距离，反映了收集装备与北斗卫星的直线距离，再结合接收角度进行分析可以得到收集装备与北斗卫星在世界地图这样的二维层面之间的二维距离，提高了卫星定位的准确性以及合理性；

本发明通过基于世界地图以及接收卫星的经纬度，结合二维距离分析计算得到收集装备的定位信息，优势在于，基于接收卫星的经纬度以及二维距离可以得到反映收集装备相对于接收卫星的位置信息的定位方程组，对定位方程组求解后即可得到收集装备相对于接收卫星的位置信息，再结合经纬度分析计算即可得到收集装备的定位信息，提高了卫星定位的准确性以及有效性。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明的方法的步骤流程图；

图2为本发明的平面距离坐标系的示意图；

图3为本发明的定位直线的示意图；

图4为本发明的系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

实施例1，请参阅图1所示，第一方面，本申请提供基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，包括如下步骤：

步骤S1，与北斗卫星通讯连接，获取与收集装备连接信号最强的三个北斗卫星的编号，命名为接收编号，将接收编号对应的北斗卫星命名为接收卫星；步骤S1包括如下子步骤：

步骤S101，接收北斗卫星的卫星信号，获取收集装备能够接收到的卫星信号的编号，命名为卫星编号，卫星编号为卫星通讯部门对北斗卫星的编号；

步骤S102，获取卫星信号的信号强度，按照从大到小的顺序对信号强度进行排序，通过符号Pn表示，n为正整数；

步骤S103，获取P1、P2以及P3对应的卫星编号，命名为接收编号，将P1、P2以及P3对应的北斗卫星命名为接收卫星；

具体实施中，获取到卫星编号包括R01、R04、R09、R13、R18以及R22，对应的信号强度依次为-90dBm、-80dBm、-86dBm、-101dBm、-95dBm以及-112dBm，排序得到P1至P6依次为-80dBm、-86dBm、-90dBm、-95dBm、-101dBm以及-112dBm，对应的P1、P2以及P3依次为R04、R01以及R09，将R04、R01以及R09命名为接收卫星。

步骤S2，获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备，获取收集装备接收到时间戳信号的时间，命名为接收时间；步骤S2包括如下子步骤：

步骤S201，获取当前时间，当前时间精确到毫秒，格式为hh:mm:ss:jjj，将“:”剔除，获取当前时间中的纯数字，按照从左到右的顺序进行排列，得到时间戳信号为hhmmssjjj，其中每个字母代表一个数字；

步骤S202，将时间戳信号发送至北斗卫星并由北斗卫星返回时间戳信号，通过收集装备接收时间戳信号，获取接收时间；

具体实施中，获取到当前时间为13时26分34秒562毫秒，即13:26:34:562，将“:”剔除得到时间戳信号为132634562。

步骤S3，对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离；步骤S3包括如下子步骤：

步骤S301，获取接收到的时间戳信号，将时间戳信号解码转换为发送时间，基于发送时间以及接收时间计算时间戳信号的传播时长；

步骤S301包括如下子步骤：

步骤S3011，获取接收到的时间戳信号，将时间戳信号的后三位数字标记为毫秒值，将剩余数字按照从左到右的顺序每两个数字一组进行分组，得到三组数字，依次命名为时位值、分位值以及秒位值；

步骤S3012，将时位值、分位值、秒位值以及毫秒值组合得到时位值:分位值:秒位值:毫秒值，命名为发送时间，获取接收时间；

步骤S3013，计算接收时间-发送时间的值，将计算结果标记为传播时长；

具体实施中，转换为时间戳信号是为了便于卫星信号的传递，获取到时间戳信号为132634562，其中，562为毫秒值，时位值、分位值以及秒位值依次为13、26以及34，组合得到发送时间为13:26:34:562，获取到接收时间为13:26:34:805，通过计算得到传播时长为243ms，即0.243s；

步骤S3014，判断传播时长是否为负数，若传播时长为负数，则输出计算异常信号；若传播时长为非负数，则输出计算正常信号；

步骤S3015，若输出计算异常信号，则将接收时间对应的时位值更改为“25”，重新计算传播时长；

步骤S3016，将P1、P2以及P3对应的接收卫星依次命名为第一卫星、第二卫星以及第三卫星，分别计算时间戳信号往返第一卫星、第二卫星以及第三卫星的传播时长，依次命名为第一传播时长、第二传播时长以及第三传播时长；

具体实施中，若正好处于夜晚0点交界处，若不对数据进行处理则会导致计算得到的传播时长为负数，因此在传播时长为负数时对接收时间进行转换，传播时长为0.243s，为非负数，则输出计算正常信号；同理分析计算得到第一传播时长为0.243s，第二传播时长为0.241s，第三传播时长为0.240s；

步骤S302，基于传播时长以及卫星信号的传播速度计算收集装备与接收卫星的客观距离；

步骤S302包括如下子步骤：

步骤S3021，获取卫星信号的传播速度；

步骤S3022，通过客观距离计算公式对传播速度以及传播时长进行计算，得到收集装备与接收卫星的客观距离；

具体实施中，获取到卫星的传播速度为299792458m/s，客观距离计算公式配置为：其中，D为客观距离，T为传播时长，C为传播速度；针对第一卫星，第一传播时长为0.243s，计算得到客观距离为36424783.65m，计算结果保留两位小数，同理计算得到第二卫星以及第三卫星的客观距离分别为36124991.19m以及35975094.96m。

步骤S4，对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息；步骤S4包括如下子步骤：

步骤S401，记录接收时间戳信号时的接收角度，基于客观距离以及接收角度分析计算收集装备与接收卫星之间的二维距离；

步骤S401包括如下子步骤：

步骤S4011，在接收时间戳信号时记录信号的接收角度，接收角度为时间戳信号到达收集装备时与海面的夹角；接收角度包括第一接收角度、第二接收角度以及第三接收角度；

步骤S4012，基于世界地图，通过二维距离计算公式对客观距离以及接收角度进行计算，得到收集装备与接收卫星的二维距离，二维距离包括第一二维距离、第二二维距离以及第三二维距离；

具体实施中，获取到第一接收角度为85.31°，第二接收角度为82.27°，第三接收角度为85.31°，本实施例仅对第一接收角度的计算过程进行详细说明，第二接收角度以及第三接收角度的计算过程与第一接收角度相同，因此省略；二维距离计算公式配置为：；其中，d为二维距离，α为接收角度，计算得到第一二维距离为2978256.46m；同理计算得到第二二维距离为4858993.55m，第三二维距离为2941487.86m；

步骤S402，基于二维距离构建平面距离坐标系，对平面距离坐标系进行分析得到收集装备的定位信息；

步骤S402包括如下子步骤：

步骤S4021，基于世界地图，获取第一卫星、第二卫星以及第三卫星的经纬度，依次命名为第一经纬度、第二经纬度以及第三经纬度；

请参阅图2所示，步骤S4022，基于世界地图，以第一经纬度为原点，平行于赤道线为X轴，垂直于赤道线为Y轴建立平面距离坐标系，平面距离坐标系的精度为1m；

具体实施中，获取到第一经纬度为57.468082,128.393544，第二经纬度为9.776682,165.614658，第三经纬度为36.3712,93.140068；构建得到平面距离坐标系如图2所示；

步骤S4023，获取第二卫星以及第三卫星在平面距离坐标系上的坐标点，依次标记为第二坐标点以及第三坐标点；

步骤S4024，以原点为圆心，第一二维距离为半径绘制圆形，命名为第一定位圆；以第二坐标点为圆心，第二二维距离为半径绘制圆形，命名为第二定位圆；以第三坐标点为圆心，第三二维距离为半径绘制圆形，命名为第三定位圆；

步骤S4025，获取第一定位圆与第二定位圆之间的两个交点的坐标，分别命名为K11交点以及K12交点，统称为第一交点；获取第一定位圆与第三定位圆之间的两个交点的坐标，分别命名为K21交点以及K22交点，统称为第二交点；

具体实施中，第二坐标点为(3722111.4,-4769140)，第三坐标点为(-3525347.6,-2109688.2)，获取得到K11为(-2978078.6,-325507.5)，K12为(2880966.9,7550106.1)，K21为(-2879640.9,760052.9)，K22为(-691167.7,2896946.5)；

步骤S4026，查找第一交点与第二交点之间的距离的最小值，将对应的第一交点以及第二交点分别标记为第一定位交点以及第二定位交点；

请参阅图3所示，步骤S4027，将第一定位交点以及第二定位交点通过直线连接，将直线标记为定位直线，获取定位直线的中点的坐标，标记为定位坐标点；

步骤S4028，查找定位坐标点对应的经纬度，标记为定位信息；

具体实施中，查找得到第一交点为K11，第二交点为K22，构建得到定位直线以及定位坐标点如图3所示，获取到定位坐标点为(-361859.2,-2937512.6)；结合定位坐标点以及第一卫星的经纬度计算得到收集装备的经纬度，标记为定位信息。

实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中未说明定位坐标点与经纬度之间的转换过程，本实施例是为进一步解释说明定位坐标点与经纬度之间的分析过程，基于实施例1中的定位坐标点为(-361859.2,-2937512.6)，第一经纬度为57.468082,128.393544，定位坐标点与经纬度之间的转换过程具体如下：

第一经纬度中，经度为128.393544，纬度为57.468082，将定位坐标点中的X通过符号I代替，Y通过符号J代替，即I=-361859.2，J=-2937512.6；

将经度+(I×10^-5)得到定位经度，将纬度+(J×10^-5)得到定位纬度，计算得到定位经度为124.774952，定位纬度为28.092956，得到定位经纬度为(28.092956,124.774952)。

实施例3，请参阅图4所示，第二方面，本申请提供基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位系统，包括卫星通讯模块、信号接收模块、信号分析模块以及定位模块，卫星通讯模块、信号接收模块以及定位模块分别与信号分析模块数据连接；

卫星通讯模块用于与北斗卫星通讯连接，获取与收集装备连接信号最强的三个北斗卫星的编号，命名为接收编号，将接收编号对应的北斗卫星命名为接收卫星；

卫星通讯模块配置有卫星通讯策略，卫星通讯策略包括：

接收北斗卫星的卫星信号，获取收集装备能够接收到的卫星信号的编号，命名为卫星编号，卫星编号为卫星通讯部门对北斗卫星的编号；

获取卫星信号的信号强度，按照从大到小的顺序对信号强度进行排序，通过符号Pn表示，n为正整数；

获取P1、P2以及P3对应的卫星编号，命名为接收编号，将P1、P2以及P3对应的北斗卫星命名为接收卫星；

信号接收模块用于获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备，获取收集装备接收到时间戳信号的时间，命名为接收时间；

信号接收模块配置有信号接收策略，信号接收策略包括：

获取当前时间，当前时间精确到毫秒，格式为hh:mm:ss:jjj，将“:”剔除，获取当前时间中的纯数字，按照从左到右的顺序进行排列，得到时间戳信号为hhmmssjjj，其中每个字母代表一个数字；

将时间戳信号发送至北斗卫星并由北斗卫星返回时间戳信号，通过收集装备接收时间戳信号，获取接收时间；

信号分析模块用于对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离；信号分析模块包括传播时长分析单元以及客观距离计算单元；

传播时长分析单元配置有传播时长分析策略，传播时长分析策略包括：

获取接收到的时间戳信号，将时间戳信号解码转换为发送时间，基于发送时间以及接收时间计算时间戳信号的传播时长；

获取接收到的时间戳信号，将时间戳信号的后三位数字标记为毫秒值，将剩余数字按照从左到右的顺序每两个数字一组进行分组，得到三组数字，依次命名为时位值、分位值以及秒位值；

将时位值、分位值、秒位值以及毫秒值组合得到时位值:分位值:秒位值:毫秒值，命名为发送时间，获取接收时间；

计算接收时间-发送时间的值，将计算结果标记为传播时长；

判断传播时长是否为负数，若传播时长为负数，则输出计算异常信号；若传播时长为非负数，则输出计算正常信号；

若输出计算异常信号，则将接收时间对应的时位值更改为“25”，重新计算传播时长；

将P1、P2以及P3对应的接收卫星依次命名为第一卫星、第二卫星以及第三卫星，分别计算时间戳信号往返第一卫星、第二卫星以及第三卫星的传播时长，依次命名为第一传播时长、第二传播时长以及第三传播时长；

客观距离计算单元配置有客观距离计算策略，客观距离计算策略包括：

基于传播时长以及卫星信号的传播速度计算收集装备与接收卫星的客观距离；

获取卫星信号的传播速度；

通过客观距离计算公式对传播速度以及传播时长进行计算，得到收集装备与接收卫星的客观距离；

定位模块用于对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息；定位模块包括二维距离计算单元以及定位信息计算单元；

二维距离计算单元配置有二维距离计算策略，二维距离计算策略包括：

记录接收时间戳信号时的接收角度，基于客观距离以及接收角度分析计算收集装备与接收卫星之间的二维距离；

在接收时间戳信号时记录信号的接收角度，接收角度为时间戳信号到达收集装备时与海面的夹角；接收角度包括第一接收角度、第二接收角度以及第三接收角度；

基于世界地图，通过二维距离计算公式对客观距离以及接收角度进行计算，得到收集装备与接收卫星的二维距离，二维距离包括第一二维距离、第二二维距离以及第三二维距离；

定位信息计算单元配置有定位信息计算策略，定位信息计算策略包括：

基于二维距离构建平面距离坐标系，对平面距离坐标系进行分析得到收集装备的定位信息；

基于世界地图，获取第一卫星、第二卫星以及第三卫星的经纬度，依次命名为第一经纬度、第二经纬度以及第三经纬度；

基于世界地图，以第一经纬度为原点，平行于赤道线为X轴，垂直于赤道线为Y轴建立平面距离坐标系，平面距离坐标系的精度为1m；

获取第二卫星以及第三卫星在平面距离坐标系上的坐标点，依次标记为第二坐标点以及第三坐标点；

以原点为圆心，第一二维距离为半径绘制圆形，命名为第一定位圆；以第二坐标点为圆心，第二二维距离为半径绘制圆形，命名为第二定位圆；以第三坐标点为圆心，第三二维距离为半径绘制圆形，命名为第三定位圆；

获取第一定位圆与第二定位圆之间的两个交点的坐标，分别命名为K11交点以及K12交点，统称为第一交点；获取第一定位圆与第三定位圆之间的两个交点的坐标，分别命名为K21交点以及K22交点，统称为第二交点；

查找第一交点与第二交点之间的距离的最小值，将对应的第一交点以及第二交点分别标记为第一定位交点以及第二定位交点；

将第一定位交点以及第二定位交点通过直线连接，将直线标记为定位直线，获取定位直线的中点的坐标，标记为定位坐标点；

查找定位坐标点对应的经纬度，标记为定位信息。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random AccessMemory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable ProgrammableRead Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Read-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其他的方式实现。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，又例如，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通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

Claims (10)

1.基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

与北斗卫星通讯连接，获取与收集装备连接信号最强的三个北斗卫星的编号，命名为接收编号，将接收编号对应的北斗卫星命名为接收卫星；

获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备，获取收集装备接收到时间戳信号的时间，命名为接收时间；

对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离；

对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息。

2.根据权利要求1所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，与北斗卫星通讯连接包括如下子步骤：

接收北斗卫星的卫星信号，获取收集装备能够接收到的卫星信号的编号，命名为卫星编号；

获取卫星信号的信号强度，按照从大到小的顺序对信号强度进行排序，通过符号Pn表示，n为正整数；

获取P1、P2以及P3对应的卫星编号，命名为接收编号，将P1、P2以及P3对应的北斗卫星命名为接收卫星。

3.根据权利要求2所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备包括如下子步骤：

获取当前时间，所述当前时间精确到毫秒，格式为hh:mm:ss:jjj，将“:”剔除，获取当前时间中的纯数字，按照从左到右的顺序进行排列，得到时间戳信号为hhmmssjjj，其中每个字母代表一个数字；

将时间戳信号发送至北斗卫星并由北斗卫星返回时间戳信号，通过收集装备接收时间戳信号，获取接收时间。

4.根据权利要求3所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离包括如下子步骤：

获取接收到的时间戳信号，将时间戳信号解码转换为发送时间，基于发送时间以及接收时间计算时间戳信号的传播时长；

基于传播时长以及卫星信号的传播速度计算收集装备与接收卫星的客观距离。

5.根据权利要求4所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，将时间戳信号解码转换为发送时间，基于发送时间以及接收时间计算时间戳信号的传播时长包括如下子步骤：

获取接收到的时间戳信号，将时间戳信号的后三位数字标记为毫秒值，将剩余数字按照从左到右的顺序每两个数字一组进行分组，得到三组数字，依次命名为时位值、分位值以及秒位值；

将时位值、分位值、秒位值以及毫秒值组合得到时位值:分位值:秒位值:毫秒值，命名为发送时间，获取接收时间；

计算接收时间-发送时间的值，将计算结果标记为传播时长；

判断传播时长是否为负数，若传播时长为负数，则输出计算异常信号；若传播时长为非负数，则输出计算正常信号；

若输出计算异常信号，则将接收时间对应的时位值更改为“25”，重新计算传播时长；

将P1、P2以及P3对应的接收卫星依次命名为第一卫星、第二卫星以及第三卫星，分别计算时间戳信号往返第一卫星、第二卫星以及第三卫星的传播时长，依次命名为第一传播时长、第二传播时长以及第三传播时长。

6.根据权利要求5所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，基于传播时长以及卫星信号的传播速度计算收集装备与接收卫星的客观距离包括如下子步骤：

获取卫星信号的传播速度；

通过客观距离计算公式对传播速度以及传播时长进行计算，得到收集装备与接收卫星的客观距离。

7.根据权利要求6所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息包括如下子步骤：

记录接收时间戳信号时的接收角度，基于客观距离以及接收角度分析计算收集装备与接收卫星之间的二维距离；

基于二维距离构建平面距离坐标系，对平面距离坐标系进行分析得到收集装备的定位信息。

8.根据权利要求7所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，记录接收时间戳信号时的接收角度，基于客观距离以及接收角度分析计算收集装备与接收卫星之间的二维距离包括如下子步骤：

在接收时间戳信号时记录信号的接收角度，所述接收角度为时间戳信号到达收集装备时与海面的夹角；所述接收角度包括第一接收角度、第二接收角度以及第三接收角度；

基于世界地图，通过二维距离计算公式对客观距离以及接收角度进行计算，得到收集装备与接收卫星的二维距离，所述二维距离包括第一二维距离、第二二维距离以及第三二维距离。

9.根据权利要求8所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法，其特征在于，基于二维距离构建平面距离坐标系，对平面距离坐标系进行分析得到收集装备的定位信息包括如下子步骤：

基于世界地图，获取第一卫星、第二卫星以及第三卫星的经纬度，依次命名为第一经纬度、第二经纬度以及第三经纬度；

基于世界地图，以第一经纬度为原点，平行于赤道线为X轴，垂直于赤道线为Y轴建立平面距离坐标系，所述平面距离坐标系的精度为1m；

获取第二卫星以及第三卫星在平面距离坐标系上的坐标点，依次标记为第二坐标点以及第三坐标点；

以原点为圆心，第一二维距离为半径绘制圆形，命名为第一定位圆；以第二坐标点为圆心，第二二维距离为半径绘制圆形，命名为第二定位圆；以第三坐标点为圆心，第三二维距离为半径绘制圆形，命名为第三定位圆；

获取第一定位圆与第二定位圆之间的两个交点的坐标，分别命名为K11交点以及K12交点，统称为第一交点；获取第一定位圆与第三定位圆之间的两个交点的坐标，分别命名为K21交点以及K22交点，统称为第二交点；

查找第一交点与第二交点之间的距离的最小值，将对应的第一交点以及第二交点分别标记为第一定位交点以及第二定位交点；

将第一定位交点以及第二定位交点通过直线连接，将直线标记为定位直线，获取定位直线的中点的坐标，标记为定位坐标点；

查找定位坐标点对应的经纬度，标记为定位信息。

10.基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位系统，基于权利要求1-9任意一项所述的基于北斗的海洋牧场异物收集装备定位方法实现，其特征在于，包括卫星通讯模块、信号接收模块、信号分析模块以及定位模块，所述卫星通讯模块、信号接收模块以及定位模块分别与信号分析模块数据连接；

所述卫星通讯模块用于与北斗卫星通讯连接，获取与收集装备连接信号最强的三个北斗卫星的编号，命名为接收编号，将接收编号对应的北斗卫星命名为接收卫星；

所述信号接收模块用于获取当前时间，将当前时间转换为时间戳信号发送至北斗卫星并返回收集装备，获取收集装备接收到时间戳信号的时间，命名为接收时间；

所述信号分析模块用于对时间戳信号以及接收时间进行分析，计算收集装备与接收卫星之间的距离，标记为客观距离；

所述定位模块用于对客观距离进行分析，计算得到收集装备的定位信息。