一種基于vc++軟件的針對(duì)雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法。本方法包括三角定位方式，目標(biāo)源位置計(jì)算，定位精度和誤差分析，還包括利用VC++編寫(xiě)的自動(dòng)計(jì)算和圖像處理軟件。本發(fā)明主要論述雙基站采用測(cè)向設(shè)備對(duì)目標(biāo)源進(jìn)行測(cè)向，在測(cè)向值不等的情況下，兩條測(cè)向線(xiàn)有且只有一個(gè)交點(diǎn)，這個(gè)交點(diǎn)就是目標(biāo)源的位置；由于測(cè)向設(shè)備存在系統(tǒng)誤差，目標(biāo)源的位置不能被精確的計(jì)算，而是落在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，命名這個(gè)區(qū)域?yàn)槎ㄎ荒：齾^(qū)，采用三角形面積相互加減的方式計(jì)算出定位模糊區(qū)的面積，即為定位誤差。將這些數(shù)據(jù)和圖像在VC++編寫(xiě)的系統(tǒng)中顯示，能夠直觀快速的看到結(jié)果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種基于VC++軟件的針對(duì)雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于VC++軟件的針對(duì)雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法，能夠快速的得到結(jié)果，并通過(guò)圖像處理顯示，能夠直觀的看到目標(biāo)源的大致方位和坐標(biāo)信息。采用了測(cè)向交叉定位方法，即三角定位；同時(shí)利用面積之間的轉(zhuǎn)換求得定位模糊區(qū)的面積，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)源進(jìn)行有效定位、以及定位精度和誤差的分析。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，無(wú)線(xiàn)電源的測(cè)向廣泛應(yīng)用于軍事和民事兩方面。在軍事中，無(wú)線(xiàn)電源的測(cè)向被用于導(dǎo)彈系統(tǒng)、偵查與反偵察跟蹤系統(tǒng)、防御隱身等領(lǐng)域；同時(shí)，測(cè)向設(shè)備可以用來(lái)搜索和定位航天返回艙，黑匣子以及無(wú)線(xiàn)電源設(shè)備等。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，搜索和定位必須及時(shí)和快速，所以本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種快速定位方式和簡(jiǎn)便的誤差分析原理。
[0003]采用雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源進(jìn)行測(cè)向是一種簡(jiǎn)單且具有實(shí)效的方式，可能會(huì)成為未來(lái)快速精確定位的發(fā)展方向之一?；緶y(cè)向適用于固定基站對(duì)固定無(wú)線(xiàn)電源、固定基站對(duì)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電源、移動(dòng)基站對(duì)固定無(wú)線(xiàn)電源、移動(dòng)基站對(duì)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電源。使用范圍相當(dāng)廣闊，方式和原理簡(jiǎn)單易懂。
[0004]但是，已有的文獻(xiàn)大多介紹如何進(jìn)行定位和分析，很少涉及全面快速具有實(shí)際應(yīng)用的定位方法。因此，本發(fā)明以此為突破口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本方明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法，能快速、高效、直觀地對(duì)定位信息作出反饋，并顯示圖像，具有一定的實(shí)用性。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0007]—種基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析計(jì)算方法，參考圖1，其操作步驟如下。
[0008](I)建立直角坐標(biāo)系
對(duì)無(wú)線(xiàn)電源所在區(qū)域進(jìn)行地圖建模，對(duì)基站和目標(biāo)分別建立坐標(biāo)，并把三者的坐標(biāo)值融合在同一個(gè)坐標(biāo)系中；
(2)測(cè)向設(shè)備測(cè)向
基站通過(guò)測(cè)向交叉定位對(duì)目標(biāo)源進(jìn)行定位，每個(gè)基站都配備測(cè)向設(shè)備，能夠?qū)δ繕?biāo)源進(jìn)行測(cè)向；
(3)測(cè)向線(xiàn)交匯
采用三角定位方式，同一時(shí)刻，測(cè)向設(shè)備得到目標(biāo)源對(duì)基站的方向信息，當(dāng)兩個(gè)基站所測(cè)的方向不一致時(shí)，兩條方向線(xiàn)在同一平面內(nèi)相交，有且只有一個(gè)交點(diǎn)，這個(gè)交點(diǎn)就是目標(biāo)源的位置；(4)求目標(biāo)位置
根據(jù)上述三角定位的方式，如果不存在測(cè)向誤差，基站與目標(biāo)源，兩點(diǎn)一直線(xiàn)連接，兩條測(cè)向線(xiàn)只產(chǎn)生一個(gè)交點(diǎn)，而這個(gè)交點(diǎn)就是準(zhǔn)確的目標(biāo)位置；
(5)計(jì)算定位模糊區(qū)
但是，由于每個(gè)測(cè)向設(shè)備存在一定的系統(tǒng)誤差，取其最大測(cè)向誤差，使得基站到目標(biāo)源不是兩點(diǎn)一直線(xiàn)，而是一個(gè)扇形區(qū)域，以基站為圓心，兩倍的最大測(cè)向誤差角度所得到扇形；兩個(gè)扇形重疊的部門(mén)就是目標(biāo)源所在的區(qū)域，即測(cè)向誤差范圍；
(6)系統(tǒng)驗(yàn)證
在VC++軟件中，融合雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位極其誤差分析方法，分別設(shè)置了輸入框、結(jié)果輸出、圖像處理以及計(jì)算按鈕、數(shù)據(jù)清零按鈕，能夠快速地對(duì)上述定位方法進(jìn)行驗(yàn)證；
(7)數(shù)據(jù)更新
不斷重復(fù)步驟(2)、(3)、(4)、(5)、(6)，就能更新目標(biāo)位置，并自動(dòng)獲得目標(biāo)位置和定位誤差，這就是本方法的意義所在。
[0009]根據(jù)上述方法，這種基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位極其誤差分析方法，是一種對(duì)目標(biāo)位置和定位誤差的獲得方法以及圖像處理方法。其特征在于(4)求目標(biāo)位置、(5)計(jì)算定位模糊區(qū)、(6)系統(tǒng)驗(yàn)證。
[0010]下面對(duì)特征步驟(4 ) (5 ) (6 )進(jìn)行詳細(xì)介紹，雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源進(jìn)行三角定位，并分析精度和誤差，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合與圖像顯示。
[0011]上述步驟(4)求目標(biāo)位置的方法是:
參考圖2，建立直角平面坐標(biāo)系后，基站A(
Xa，Ya )與基站B ()在同一時(shí)刻對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行定位，Xjl為基站A的橫
坐標(biāo)，為基站a的縱坐標(biāo)，Kq為基站B的橫坐標(biāo)，為基站B的縱坐標(biāo)，獲得的測(cè)向
角度分別為4 和(|?1{，得到目標(biāo)的位置T (Xt , yT)，xT為基站T的橫坐標(biāo)，yT為基站T的縱坐標(biāo)。
[0012]根據(jù):_
【權(quán)利要求】
1.一種基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法，其操作如下: (1)建立直角坐標(biāo)系 對(duì)無(wú)線(xiàn)電源所在區(qū)域進(jìn)行地圖建模，對(duì)基站和目標(biāo)分別建立坐標(biāo)，并把三者的坐標(biāo)值融合在同一個(gè)坐標(biāo)系中； (2)測(cè)向設(shè)備測(cè)向 基站通過(guò)測(cè)向交叉定位對(duì)目標(biāo)源進(jìn)行定位，每個(gè)基站都配備測(cè)向設(shè)備，能夠?qū)δ繕?biāo)源進(jìn)行測(cè)向； (3)測(cè)向線(xiàn)交匯 采用三角定位方式，同一時(shí)刻，測(cè)向設(shè)備得到目標(biāo)源對(duì)基站的方向信息，當(dāng)兩個(gè)基站所測(cè)的方向不一致時(shí)，兩條方向線(xiàn)在同一平面內(nèi)相交，有且只有一個(gè)交點(diǎn)，這個(gè)交點(diǎn)就是目標(biāo)源的位置； (4)求目標(biāo)位置 根據(jù)所述三角定位的方式，如果不存在測(cè)向誤差，基站與目標(biāo)源，兩點(diǎn)一直線(xiàn)連接，兩條測(cè)向線(xiàn)只產(chǎn)生一個(gè)交點(diǎn)，而這個(gè)交點(diǎn)就是準(zhǔn)確的目標(biāo)位置； (5)計(jì)算定位模糊區(qū) 但是，由于每個(gè)測(cè)向設(shè)備存在一定的系統(tǒng)誤差，取其最大測(cè)向誤差，使得基站到目標(biāo)源不是兩點(diǎn)一直線(xiàn)，而是一個(gè)扇形區(qū)域，以基站為圓心，兩倍的最大測(cè)向誤差角度所得到扇形；兩個(gè)扇形重疊的部門(mén)就是目標(biāo)源所在的區(qū)域，即測(cè)向誤差范圍； (6)系統(tǒng)驗(yàn)證 在VC++軟件中，融合雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法，分別設(shè)置輸入框、結(jié)果輸出、圖像處理以及計(jì)算按鈕、數(shù)據(jù)清零按鈕，能夠快速地對(duì)上述定位方法進(jìn)行驗(yàn)證； (7)數(shù)據(jù)更新 不斷重復(fù)步驟(2)、(3)、(4)、(5)、(6)，更新目標(biāo)位置，自動(dòng)獲得目標(biāo)位置和定位誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法，其特征在于所述步驟(4)，求目標(biāo)位置的方法是: 建立直角平面坐標(biāo)系后，基站A (，)與基站B (，)在同一時(shí)刻對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行定位，為基站A的橫坐標(biāo)，為基站A的縱坐標(biāo)，為基站B的橫坐標(biāo)，為基站B的縱坐標(biāo)，獲得的測(cè)向角度分別為和，得到目標(biāo)的位置T (，)，為基站T的橫坐標(biāo)，為基站T的縱坐標(biāo)，目標(biāo)T的坐標(biāo)值公式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法，其特征在于所述步驟(5)，計(jì)算定位模糊區(qū)的方式是: 但因?yàn)闇y(cè)向設(shè)備存在系統(tǒng)誤差，在預(yù)估的測(cè)向值兩側(cè)存在測(cè)向誤差和，所以目標(biāo)源的準(zhǔn)確位置不是兩條直線(xiàn)的交點(diǎn)，而是落在兩個(gè)扇形區(qū)域重疊的部分，即四邊形EFGH ;定義扇形重疊部分為模糊區(qū)函數(shù)，計(jì)算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法，其特征在于所述步驟(6)，系統(tǒng)驗(yàn)證的方式是: 得到上述的定位，并確認(rèn)誤差之后，在VC++軟件中進(jìn)行驗(yàn)證。在左邊第一欄，輸入基站坐標(biāo)位置，測(cè)向數(shù)據(jù)，測(cè)向設(shè)備的系統(tǒng)最大誤差值，點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕，就能自動(dòng)在第二欄反饋計(jì)算結(jié)果，并在第三欄顯示三角定位信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VC++軟件的雙基站對(duì)無(wú)線(xiàn)電源三角定位及其誤差分析方法，其特征在于: 采用的定位和誤差分析的系統(tǒng)包括:一個(gè)總站、兩個(gè)基站和一個(gè)無(wú)線(xiàn)電目標(biāo)源，每個(gè)基站所配備有定位系統(tǒng)、測(cè)向設(shè)備和通訊設(shè)備。定位系統(tǒng)用于給定基站的地理坐標(biāo)位置；測(cè)向系統(tǒng)用于對(duì)目標(biāo)源進(jìn)行測(cè)向；通訊設(shè)備將基站各自的地理位置、測(cè)得的數(shù)據(jù)傳回總站進(jìn)行數(shù)據(jù)融合與運(yùn)算。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103440353SQ201310068971
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】謝少榮, 張秋菊, 李恒宇, 羅均, 葉周浩 申請(qǐng)人:上海大學(xué)