恭喜北京航空航天大学杭州创新研究院郭雷获国家专利权
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龙图腾网恭喜北京航空航天大学杭州创新研究院申请的专利一种基于偏振子午面的偏振罗盘三维实时定姿方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115164889B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210620572.4,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种基于偏振子午面的偏振罗盘三维实时定姿方法是由郭雷;王振;邱真兵;张霄设计研发完成,并于2022-06-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于偏振子午面的偏振罗盘三维实时定姿方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于偏振子午面的偏振罗盘三维实时定姿方法,首先,基于太阳偏振场成像模式,分别提取太阳偏振中性点与太阳矢量,建立偏振子午面模型;再次,基于偏振子午面在地理坐标系与偏振坐标系之间转换关系,建立偏振子午面的量测模型;最后,基于偏振子午面量测模型,联立太阳矢量坐标系转换模型,解算偏振罗盘的实时姿态信息,即航向角、俯仰角与横滚角。本发明以偏振子午面表征入射偏振光线的传播过程,将二维特征太阳矢量扩展为三维特征偏振子午面,无需借助外部水平基准仪器,实现偏振罗盘的自主定姿,解决了偏振导航在仅考虑单一太阳矢量时无法实现三维实时定姿的问题;克服了基于偏振子午线的定向方法对称特性需要水平放置的要求。
本发明授权一种基于偏振子午面的偏振罗盘三维实时定姿方法在权利要求书中公布了:1.一种基于偏振子午面的偏振罗盘三维实时定姿方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步,基于太阳偏振场成像模式,分别提取太阳偏振中性点与太阳矢量,建立偏振子午面模型;第二步,基于偏振子午面在地理坐标系与偏振坐标系之间转换关系,建立偏振子午面的量测模型;第三步,基于偏振子午面量测模型,联立太阳矢量坐标系转换模型,解算偏振罗盘的实时姿态信息,即航向角、俯仰角与横滚角;所述第一步中,基于太阳偏振场成像模式,分别提取太阳偏振中性点与太阳矢量,建立偏振子午面模型,实现步骤如下:a1太阳光在地球大气层中与大气分子或气溶胶粒子相互作用发生散射而产生偏振,利用偏振罗盘对大气偏振场成像检偏,获得观测时刻中不同观测方向对应的偏振度与偏振矢量;a2基于史托克斯矢量公式,计算偏振成像中不同坐标所对应的偏振度与偏振方向,进而获得偏振罗盘检偏的偏振度图像与偏振方向图像;a3基于偏振度图像,利用偏振度阈值分割的方法得到中性点区域,而后利用K-均值聚类和偏振度重心法,计算偏振中性点坐标NexNE,yNE与偏振罗盘坐标系下中性点矢量Ne;a4基于偏振方向图像,根据偏振矢量与太阳矢量相互垂直的原理,建立太阳矢量优化求解模型,得到最优太阳矢量SB=[xb,yb,zb]=argminSBTEETSB,式中,SB为偏振罗盘坐标系下太阳矢量,E为偏振罗盘坐标系下的偏振E矢量,SBT和ET代表向量的转置;a5基于中性点矢量Ne与太阳矢量SB,建立该观测时刻对应的偏振罗盘坐标系下偏振子午面,即Y
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