[发明专利]基于空间向量的太阳影子全球时空定位方法

权利要求书

1.基于空间向量的太阳影子全球时空定位方法，其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：

步骤一：将地球等效成单位球建立球坐标系；

将北京时间作为时间的参考基准，以地轴为z轴，太阳直射点经度所在经线和赤道的交点与地心连线的所在直线为y轴，太阳直射点向西90°的经度所在经线和赤道的交点与地心连线的所在直线为x轴，所述y轴时间恒为中午12:00，x轴时间恒为早上6:00；

步骤二：太阳光线照射方向的反方向直角坐标单位向量的获得，其中所述β为太阳直射点的纬度；

步骤三：参考物垂直于地球表面向外直角坐标单位向量B→=(cosα·cos(ω+π·Ni720),cosα·sin(ω+π·Ni720),sinα)]]>的获得，其中所述α为参考物所在地球的纬度，所述ω为参考物的经度和地轴所在的平面与x，z轴所在平面的二面角，N_i为第i张照片与第1张照片的相隔时间，i的取值为1,2,3.....n，每相邻两张照片的时间间隔大于等于3分钟，小于等于30分钟；

步骤四：一元非线性方程的获得；

根据向量的夹角关系及参考物长度和影长的几何关系得到：

Ls=L·tan[arccos(cosβ·cosα·sin(ω+π·Nr720)+sinβ·sinα)]---(1)]]>

对公式(1)进行整理得到：

ω=arcsin{[cos(arctan(Ls/L))-sinβ·sinα]/(cosβ·cosα)}-π·Ni720---(2)]]>

W=ω+φ-π2---(3)]]>

其中所述L为参考物的长度，L_s为参考物影子的长度，W为参考物所在的地球的经度，φ为太阳直射点的经度；

可得到W为因变量，α为自变量的一元非线性方程：

W=arcsin{[cos(arctan(Ls/L))-sinβ·sinα]/(cosβ·cosα)}+φ-(360+Ni)·π720---(4)]]>

步骤五：在步骤四的基础上，根据一元非线性方程，求得参考物所在的地球的经纬度位置；

通过m张照片和视频中影长的数据，可联立求得参考物所在的地球的经纬度位置，m﹥10；

若W≤180°，W的东西经判断与φ一致，得参考物所在的地球的经纬度(W,α)；

若W>180°，W的东西经判断与φ相反，并且根据地球经纬度的划分规则，得参考物所在的地球的经纬度(2π-W,α)。