一种目标位置解算方法

　　1　引　言

　　传统的对远距离目标的定位方法多是基于一个观测平台对目标进行观测定位,首先要求对观测平台所在点的位置进行测定,再由观测点确定目标的相对位置,最后通过某种算法计算出目标的准确位置。例如在大地测绘工作中,如果需要确定某点的大地坐标,一般需要在其附近选一个已知其大地坐标的参考点,然后以该点作为观测点对目标点进行观测(一般用激光测距机和方位获取设备来获取目标点相对于观测点的距离、方位角和高低角信息),然后再根据某种算法计算出目标点的大地坐标。

　　目标位置解算装置是快速、准确的获取目标位置坐标的有效手段,该装置由激光测距机提供观测点与目标之间的距离参数,由GPS接收机获得观测点的坐标参数(经度、纬度和高程),方位获取设备提供目标相对于观测点的方位角和高低角参数。根据提供的这些参数,来解算目标相对于地心坐标系的大地坐标参数(经度、纬度)。该装置将以前传统的目标定位方法的几个独立的操作步骤整合在一个系统中,无须再寻找已知其位置的参考点,而由GPS接收机直接获得观测点的坐标参数,然后将观测数据直接传给位置解算模块,进行目标位置解算。

　　2　系统主要组成和工作原理

　　目标位置解算装置主要由GPS卫星定位模块、激光测距模块、三轴的数字云台模块、中央控制处理模块、通信软件模块和目标位置解算软件模块组成(如图1所示)。

　　系统的工作原理是:从前端的侦察平台获取相关数据,中央控制处理器发出目标位置解算命令,系统的通信控制软件接到中央处理器的解算命令后,将全部测量数据自动输出至目标位置解算软件,解算后的数据将自动输出至系统通信控制软件,以驱动执行设备执行相关动作。

　　GPS卫星定位模块提供观测点的经纬度、高程和当前时刻等数据信息。具有12通道全视野并行跟踪、重捕获时间小于1 s、可实现串行数据输出。单点定位精度小于5 m,差分定位精度小于1 m。

　　激光测距模块输出观测点到目标的距离信息,测量精度为5 m,测量范围30 km。可直接与中央控制模块进行串行通信。

　　三轴数字云台模块为系统提供目标相对于测量点的方位角和高低角,由于地磁磁偏角的存在,方位角是相对于磁北的。数字云台测得的方位角和高低角的精度分别为±1.0°和±0.5°。

　　目标位置解算软件对获得的目标与测量点的相对信息进行解算,获得目标的位置信息(大地坐标参数:经度和纬度)。目标位置解算软件可对获得的同一目标的多组位置信息进行统计运算,以消除其系统误差。使目标定位精度在30 km的探测距离上,绝对值小于1%。