[发明专利]一种基于经纬仪的球体定位方法

权利要求书

1.一种基于经纬仪的球体定位方法，其特征在于：利用经纬仪测角精度高的特性，根据球体至少三个轮廓点在经纬仪中的经纬度值进行球心定位，具体包括以下步骤：

步骤1、使用经纬仪获取球体轮廓上至少三个近似均匀分布的点的经纬度；

步骤2、将上述步骤1中得到的经纬度值转化为三维空间直角坐标系下的坐标值；

步骤3、根据上述步骤2中的每个坐标值以及球体半径，均得到一个圆柱，进而利用球心在圆柱面上的约束得到关于球心坐标的多个三元二次方程，其中，利用经纬仪精确测量目标球体轮廓点P_i的经纬度值(H_i，V_i)^T，H是水平角，V是俯仰角，i＝1，2，3，…，N，根据轮廓点P_i的经纬度值得到三维空间直角坐标系下的方向坐标Q_i，记Q_i＝(l_i，m_i，n_i)^T，其中

标记经纬仪的中心O ＝(0，0，0)^T，得到以向量为轴、R为半径的圆柱；

步骤4、联立上述步骤3中的三元二次方程，然后用基方法求解方程组；

步骤5、从上述步骤4求得的方程组解中提取球心坐标有意义的解；

步骤6、当球体轮廓测量点个数大于3时，以提取的球心坐标为初始值，构建目标参数的优化函数，进而使用优化算法实现对球心的最优解计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于经纬仪的球体定位方法，其特征在于：利用球心在圆柱面上的约束得到关于球心坐标的三元二次方程，具体约束公式如下：

其中，S为待求球体的球心，R为球体半径，O为经纬仪中心，Q_i为轮廓点P_i处经纬度所转化后的三维空间直角坐标系下的方向坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于经纬仪的球体定位方法，其特征在于：所述目标参数的优化函数具体公式如下：

其中，为轮廓测量点经纬度的估计值，H_i是第i处取值时的水平角，V_i是第i处取值时俯仰角。