[发明专利]一种用于遥控船在GPS失锁后的觇标法定位导航方法

说明书

本发明公开了一种用于遥控船在GPS失锁后的觇标法定位导航方法，包括如下步骤：(1).遥控测量船进入遮挡严重区域时，至少有三个觇标在遥控测量船的激光扫描设备的测程范围内；(2).在视野开阔区域时，遥控测量船的定位导航工作由GPS和惯性导航设备完成；当遥控测量船进入遮挡严重区域前，激光扫描设备将实时的以点云的形式展现在测量系统中；(3).通过BTM定位，获得初始三维坐标；(4).继续前行，若觇标的三维坐标连续5次以上变化均小于10cm，取平均值，作为该觇标最终的三维坐标；(5).当激光扫描设备测量范围内有3个以上具有最终三维坐标的觇标时，利用觇标通过MTB定位，反向确定出遥控测量船的实时位置。本发明可以实现GPS间断失锁和完全失锁情况下的精确定位。

技术领域

本发明涉及一种导航方法，尤其涉及一种用于遥控船在GPS失锁后的觇标法定位导航方法。

背景技术

目前，遥控测量船的精密定位方法主要采用GPS与惯导组合定位的方式，在GPS间断失锁时，利用惯导继续为遥控船提供位置和姿态的信息。但是，受限于惯导定位的精度随时间漂移的问题，其仅对GPS间断性失锁的情况有效，很难满足在一些特殊区域，GPS长时间失锁情况下，进行精确定位。另外，在室外机器人自主导航的领域中，有学者也提出一种基于全景近红外路标识别算法对机器人进行定位导航的方法，但是该方法只解决了机器人和路标相对定位的问题，只有当路标布设在已知位置上时，才可进行绝对定位，这种作业模式严重制约了路标布设的灵活性，而且全景近红外对路标的识别和定位精度较低，很难满足测量型遥控船对定位精度的要求。

综上所述，遥控测量船在GPS失锁前后，定位导航工作的衔接上不连贯的问题；以及在GPS失锁后，如何通过自由设置的觇标，对遥控测量船进行长时间连续地精确定位的问题。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种可以实现GPS间断失锁和完全失锁情况下的精确定位的一种用于遥控船在GPS失锁后的觇标法定位导航方法。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于遥控船在GPS失锁后的觇标法定位导航方法，包括如下步骤：(1)在河道驳岸两侧的遮挡严重区域连续布设m个觇标，其中m为大于3的自然数，遥控测量船的顶部设置有激光扫描设备，可以是激光雷达，当遥控测量船进入所述遮挡严重区域时，至少有三个觇标在激光扫描设备的测程范围内；(2).遥控测量船作业，当遥控测量船在视野开阔区域时，GPS状态为固定解，遥控测量船的定位导航工作由GPS和惯性导航设备完成；当遥控测量船进入遮挡严重区域前，觇标会多次出现在激光扫描设备的测量范围内，其将实时的以点云的形式展现在测量系统中；(3).分析系统识别出觇标，并对每一个觇标编号，通过BTM定位，获得各觇标的初始三维坐标；(4).遥控测量船继续前行，觇标会多次出现在测量系统中，GPS的状态仍为固定解，若觇标的三维坐标连续5次以上变化均小于10cm，使得GPS得到数据可靠，稳定性较好，则取此5次测量的平均值，作为该觇标最终的三维坐标；(5).当激光扫描设备测量范围内有3个以上具有最终三维坐标的觇标时，利用觇标通过MTB定位，反向确定出遥控测量船的实时位置；(6).当GPS定位状态由原来的固定解状态变为失锁的瞬间，遥控测量船已进入遮挡严重区域，其定位导航工作立即由觇标定位接替GPS继续作业；(7).遥控测量船按照设计航线继续行驶时，当有新的觇标出现在激光扫描范围内时，通过BTM定位的方式，多次测量新的觇标后，确定新觇标的最终三维坐标；(8).新的觇标纳入到觇标定位系统中，组合解算遥控测量船的精确位置；(9).重复步骤(7)-(8)，直至系统监测到GPS状态为固定解；(10)由GPS接替觇标定位，重新获得对遥控测量船定位导航。