[发明专利]一种基于磁场特征矢量的定位方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种基于磁场特征矢量的定位方法、装置及系统，涉及信号定位技术领域。本发明所述的基于磁场特征矢量的定位方法，获取三个及以上磁强计分别在磁信标处的特征矢量；根据所述特征矢量确定所述磁信标的位置；根据所述磁信标的位置确定磁信标坐标系的相对姿态角以标定所述磁信标。本发明所述的技术方案，通过设置磁强计测量磁信标的特征矢量，实现实际环境中对磁信标实际磁场中心与坐标系轴线旋转姿态角的高精度估计与标定，从而有效提高导航的定位精度。

技术领域

本发明涉及信号定位技术领域，具体而言，涉及一种基于磁场特征矢量的定位方法、装置及系统。

背景技术

随着科技的发展，人们对定位服务的需求也日益强烈。磁信标的旋转姿态角的标定结果是基于磁信标产生的磁场与磁信标的中心位置标定结果，同样仅与磁信标实际产生的磁场相关，而利用螺线管轴线的方向近似磁信标坐标轴方向的方式由于螺线管工艺、材料等因素，可能导致这种近似存在一定误差。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中磁信标坐标轴方向存在误差。

为解决上述问题，本发明提供一种基于磁场特征矢量的定位方法，包括：获取三个及以上磁强计分别在磁信标处的特征矢量；根据所述特征矢量确定所述磁信标的位置；根据所述磁信标的位置确定磁信标坐标系的相对姿态角以标定所述磁信标。

本发明所述的基于磁场特征矢量的定位方法，通过设置磁强计测量磁信标的特征矢量，实现实际环境中对磁信标实际磁场中心与坐标系轴线旋转姿态角的高精度估计与标定，从而有效提高导航的定位精度。

进一步地，所述获取三个及以上磁强计分别在磁信标处的特征矢量包括：获取磁信标模型，其中，所述磁信标在所述磁信标模型中工作于预设频率；根据所述磁信标的所述预设频率确定磁场矢量；根据所述磁场矢量确定各所述磁强计在所述磁信标处的所述特征矢量。

本发明所述的基于磁场特征矢量的定位方法，通过设置磁强计测量磁信标的特征矢量，实现实际环境中对磁信标实际磁场中心与坐标系轴线旋转姿态角的高精度估计与标定，从而有效提高导航的定位精度。

进一步地，所述磁信标模型的建立过程包括：基于磁偶极子模型，在设定应用环境中设置所述磁信标；将所述磁信标的工作频率设置为所述预设频率，建立所述磁信标模型。

本发明所述的基于磁场特征矢量的定位方法，通过设置磁强计测量磁信标的特征矢量，实现实际环境中对磁信标实际磁场中心与坐标系轴线旋转姿态角的高精度估计与标定，从而有效提高导航的定位精度。

进一步地，所述根据所述磁场矢量确定磁强计在磁信标处的特征矢量包括：根据所述磁场矢量确定磁场的三轴分量；根据所述三轴分量确定所述磁强计在所述磁信标处的所述特征矢量。

本发明所述的基于磁场特征矢量的定位方法，通过磁场三轴分量确定磁强计在磁信标处的特征矢量，由于受磁场衰减的影响较弱，具有更强的鲁棒性，从而有效提高导航的定位精度。

进一步地，所述根据所述特征矢量确定所述磁信标的位置包括：根据第一公式确定所述特征矢量与所述磁强计的位置的关系，所述第一公式包括：(i,j＝1,2,3；i≠j)，cosα_ij＝(i_i·i_j)，其中，l_i,j表示磁强计i与磁强计j之间的距离，l_i表示磁强计i与磁信标之间的距离，l_j表示磁强计j与磁信标之间的距离，i_i和i_j分别表示磁强计i的特征矢量与磁强计j的特征矢量。

本发明所述的基于磁场特征矢量的定位方法，通过第一公式确定特征矢量与磁强计的位置的关系，从而有效提高导航的定位精度。