[发明专利]基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质

说明书

本发明提供一种基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质。该方法包括获取卫星的星下点A的坐标；获取目标B的来波方向角和卫星至目标B的天底角；在地球表面建立以星下点A、目标B和极点N为顶点的第一球面三角形；极点N为地球南极点或地球北极点；基于第一球面三角形的边角关系、星下点A的坐标、来波方向角和天底角，确定目标B和极点N的位置关系；基于目标B和极点N的位置关系确定目标B的坐标。本发明利用球面三角学、目标的来波方向角和天底角求解目标与极点的位置关系，只需要使用单颗卫星就能确定目标的坐标，可以解决卫星导航需要4颗以上的可见卫星才能实现定位的问题。

技术领域

本发明涉及卫星定位技术领域，尤其涉及一种基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质。

背景技术

目前，对海上船只等移动目标进行导航定位的方法主要有三种：卫星导航、惯性导航、雷达导航。普通的卫星导航方法需要4颗以上的可见卫星才能实现定位，雷达导航则依赖于地面的雷达站，适用性较差；惯性导航存在误差积累的问题，准确性较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于单颗卫星的目标定位方法、装置、终端及存储介质，以解决卫星导航需要4颗以上的可见卫星才能实现定位的问题。

第一方面，本发明提供了一种基于单颗卫星的目标定位方法，包括：

获取卫星的星下点A的坐标；

获取目标B的来波方向角和卫星至目标B的天底角；

在地球表面建立以星下点A、目标B和极点N为顶点的第一球面三角形；极点N为地球南极点或地球北极点；

基于第一球面三角形的边角关系、星下点A的坐标、来波方向角和天底角，确定目标B和极点N的位置关系；

基于目标B和极点N的位置关系确定目标B的坐标。

在一种可能的实现方式中，目标B和极点N的位置关系包括目标B与极点N的距离，以及NA延长线与NB延长线的夹角；

基于第一球面三角形的边角关系，星下点A的坐标、来波方向角和天底角，确定目标B和极点N的位置关系，包括：

获取卫星的升交点M的坐标，并在地球表面建立以升交点M、星下点A和第一交点A’为顶点的第二球面三角形；第一交点A’为NA延长线与赤道的交点；

基于第二球面三角形的边角关系、升交点M的坐标和星下点A的坐标计算角MAA’；

基于第一球面三角形的边角关系、角MAA’和来波方向角计算角NAB；

建立以卫星S、目标B和地心O为顶点的三角形，并基于天底角和三角形SBO的边角关系计算AB长度；

基于AB长度、AN长度、角NAB和球面余弦公式计算NB长度，得到目标B和极点N的距离；

基于AB长度、NB长度、角NAB和球面正弦公式计算角ANB，得到NA延长线与NB延长线的夹角。

在一种可能的实现方式中，基于目标B和极点N的位置关系确定目标B的坐标，包括：

基于目标B和极点N的距离计算目标B的纬度；

基于NA延长线与NB延长线的夹角、以及星下点A的经度计算目标B的经度。

在一种可能的实现方式中，基于第二球面三角形的边角关系、升交点M的坐标和星下点A的坐标计算中的角MAA’，包括：

基于升交点M的坐标和AA’长度和第一公式计算MA’的长度，第一公式为：

MA′＝|λ_A′-λ_M|