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申请/专利权人：四川腾盾科技有限公司

摘要：本发明公开了一种基于天文导航的单星定位方法，涉及单星定位领域，包括：首先根据各坐标计算对应坐标系内的单位方向矢量；再根据夹角公式计算出各单位方向矢量间的夹角；然后建立对应夹角相等的约束条件，求解出视觉传感器光轴与天球面交点的赤道坐标；最后根据位置解算原理求解出当前载体的经、纬度坐标；本发明，结合普通惯导提供的姿态俯仰角和横滚角即可进行定位导航，不需要提供偏航角信息，且一般的惯导提供的俯仰角和横滚角是比较准的，可以有效降低成本；同样不需要多颗星进行定位，在处理程度上会简单许多，有效的提高了实时性问题。

主权项：1.一种基于天文导航的单星定位方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据各坐标计算对应坐标系内的单位方向矢量；步骤S2：根据夹角公式计算出各单位方向矢量间的夹角；步骤S3：建立对应夹角相等的约束条件，求解出视觉传感器光轴与天球面交点的赤道坐标；步骤S4：根据位置解算原理求解出当前载体的经、纬度坐标；所述步骤S1，包括：根据真实星体的赤道坐标，计算在赤道坐标系下真实星体的单位方向矢量；根据假设的视觉传感器光轴与天球面交点的赤道坐标，计算在赤道坐标系下视觉传感器光轴的单位方向矢量；根据3D旋转公式，计算在赤道坐标系下虚拟星体的单位方向矢量；根据星图中真实星点坐标，计算在视觉传感器坐标系下真实星体的单位方向矢量；根据星图中虚拟星点坐标，计算在视觉传感器坐标系下虚拟星体的单位方向矢量；所述步骤S2，包括：计算单位方向矢量与视觉传感器光轴的夹角；计算单位方向矢量与视觉传感器光轴的夹角；计算单位方向矢量与单位方向矢量夹角的余弦值；计算单位方向矢量与单位方向矢量夹角的余弦值；所述对应夹角相等的约束条件，包括： 所述步骤S4，包括： 其中：为载体当前位置经度，为载体当前位置纬度，为春分点格林时角；所述单位方向矢量的计算，包括： 其中：真实星体的赤道坐标为；所述单位方向矢量的计算，包括： 其中：视觉传感器坐标系中的轴在天球面上的交点所对应的赤道坐标设为；所述单位方向矢量的计算，包括：在赤道坐标系下，以单位方向矢量为旋转轴，将真实星体的单位方向矢量绕其旋转后，得到虚拟星体的单位方向矢量；所述3D旋转公式如下： 其中：；所述单位方向矢量的计算，包括： 其中：为旋转矩阵，为旋转前真实星体在视觉传感器坐标系内的单位方向矢量；所述旋转矩阵为： 其中：为载体的俯仰角，为载体的横滚角；所述单位方向矢量通过如下公式计算： 其中：真实星点在物理成像平面坐标系的坐标为，为视觉传感器的焦距；所述单位方向矢量的计算，包括： 其中：为旋转前的虚拟星体在视觉传感器坐标系下的单位方向矢量；所述单位方向矢量通过如下公式计算： 其中：虚拟星点在物理成像平面坐标系的坐标为；为视觉传感器的焦距。

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