【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于大地測量與導航領域，特別涉及一種動靜協同的快速精確定向系統與方法。
技術介紹
1、高精度定向是大地測量、導航和國防領域中的一項關鍵工作。當前，定向的主要方法包括衛星定向、陀螺定向、天文定向等。然而，由于觀測機理的局限和外界條件的制約，前述方法還存在環境要求苛刻、作業效率低下、測量精度不高、可靠性不足甚至在一些特殊環境下無法施測的問題。因此，迫切需要突破現有技術瓶頸，實現復雜不利觀測環境下、高精度、高效率、高可靠的定向。
2、北斗常用于高精度定向，然而北斗對觀測環境要求較為苛刻，在衛星遮擋較多或多路徑效應嚴重的區域，定向精度迅速下降。陀螺儀通過敏感地球自轉效應可獨立測定真北方位，但需長時間多測回觀測、工作效率較低，儀器常數易受外界震動和溫度變化干擾、定向精度不高。天文定向多要求在晴朗無云的夜間進行，無法實現全天候的快速定向。
技術實現思路
1、為克服上述現有技術的不足，本專利技術提供一種動靜協同的快速精確定向系統與方法，通過架設于已知點的靜止觀測設備，配合移動觀測目標在多個觀測位置進行測量，得到移動觀測目標的靜測坐標序列和動測坐標序列，進而計算記得定向參數，實現快速精確定向。
2、根據本專利技術說明書的一方面，提供一種動靜協同的快速精確定向系統，包括配置為能夠在至少兩個觀測位置上進行觀測的移動觀測目標，設置于已知點處的靜止觀測設備以及計算模塊；
3、所述移動觀測目標上配置有衛星定位單元、激光反射感應單元、計時單元、主動發光單元和慣性測
4、所述靜止觀測設備上配置有激光測距單元、角度測量單元和圖像測量單元，用于對移動觀測目標進行測量并記錄測得的距離、垂直角、水平方向及圖像；
5、所述計算模塊，用于根據記錄的信息計算每一觀測位置對應的靜測坐標和動測坐標，并根據至少兩個所述觀測位置形成的靜測坐標序列和動測坐標序列，計算定向參數。
6、作為進一步的技術方案，所述激光反射感應單元包括激光反射模塊和激光感應模塊，所述激光反射模塊與衛星定位單元之間的幾何關系已知；所述激光感應模塊被設置為僅對靜止觀測設備發射的特定波長、且強度超過設定閾值的激光信號敏感。
7、作為進一步的技術方案，所述主動發光單元包括多個分散于觀測目標外表面的發光光源，用于發射特定波長和強度的光供圖像測量單元量測。
8、作為進一步的技術方案，所述靜止觀測設備還配置有衛星授時單元，用于測量并記錄經衛星授時的觀測時刻。
9、根據本專利技術說明書的一方面，提供一種動靜協同的快速精確定向方法，在已知點上架設靜止觀測設備，并在靜止觀測設備預設距離內選擇至少兩個觀測位置用于移動觀測目標進行觀測，對其中任一觀測位置執行的操作包括：
10、開啟主動發光單元；
11、獲取靜止觀測設備測量并記錄的距離、垂直角、水平方向及圖像，計算移動觀測目標在當前觀測位置的靜測坐標；
12、獲取移動觀測目標記錄的衛星觀測值、慣性觀測值以及感應到靜止觀測設備發射的激光信號的時刻，計算移動觀測目標在當前觀測位置的動測坐標；
13、根據移動觀測目標在所有觀測位置得到的靜測坐標和動測坐標形成靜測坐標序列和動測坐標序列；
14、根據得到的靜測坐標序列和動測坐標序列，結合觀測方程和誤差方程，計算定向參數。
15、作為進一步的技術方案，所述方法還包括：獲取基于靜止觀測設備記錄的圖像提取出的主動發光單元的影像，計算出當前時刻移動觀測目標的姿態值，再結合移動觀測目標記錄的慣性觀測值，計算當前時刻移動觀測目標的動測坐標。
16、作為進一步的技術方案，所述方法還包括：根據感應到靜止觀測設備發射的激光信號的時刻，尋找衛星觀測值中與之最接近的兩個時刻，結合記錄的慣性觀測值，將衛星觀測值內插到感應到激光信號的時刻；根據幾何關系換算，計算當前時刻移動觀測目標的動測坐標。
17、作為進一步的技術方案，計算定向參數，包括：
18、定義觀測方程為：
19、
20、其中，為待定參數；
21、定義誤差方程為：
22、
23、其中，分別為北坐標和東坐標改正數，分別為北坐標、東坐標近似值，分別為參數的改正數，
24、a、b、c、d分別為參數的初值；
25、根據所述觀測方程及誤差方程計算定向角。
26、根據本專利技術說明書的一方面，提供一種非暫態計算機讀存儲介質，所述非暫態計算機讀存儲介質存儲計算機指令，所述計算機指令使所述計算機執行所述的方法。
27、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：
28、(1)本專利技術提供一種系統，包括架設于已知點的靜止觀測設備和配置有多個觀測位置的移動觀測目標，在靜止觀測設備上配置對移動觀測目標進行測量并記錄的衛星授時單元、激光測距單元、角度測量單元和圖像測量單元，在移動觀測目標上配置衛星定位單元、激光反射感應單元、計時單元、主動發光單元和慣性測量單元，通過配置的這些單元完成每個觀測位置的測量，在完成所有觀測位置的測量后得到靜測坐標序列和動測坐標序列，并根據靜測坐標序列和動測坐標序列結合觀測方程和誤差方程，計算得到定向參數，實現快速精確定向。
29、(2)本專利技術提供一種方法，該方法對多個觀測位置分別進行測量，每一觀測位置均進行一次靜止觀測設備和移動觀測目標的測量，根據測量數據得到該觀測位置上移動觀測目標的靜測坐標和動測坐標，再根據所有觀測位置上的靜測坐標和動測坐標形成靜測坐標序列和動測坐標序列，根據靜測坐標序列和動測坐標序列結合觀測方程和誤差方程，計算得到定向參數，實現快速精確定向。
30、(3)本專利技術不受限于觀測環境，不會因觀測環境而影響定向精度；最少兩個觀測位置即可實現快速精確定向，定向效率高；不受限于天氣，可實現全天候的快速定向。
31、(4)本專利技術通過獲取經衛星授時的觀測時刻，結合移動觀測目標感應到靜止觀測設備發射的激光信號的時刻，計算靜止觀測設備的時延，利用該時延增強時間檢核，提升定向的可靠性。
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1.一種動靜協同的快速精確定向系統，其特征在于，包括配置為能夠在至少兩個觀測位置上進行觀測的移動觀測目標，設置于已知點處的靜止觀測設備以及計算模塊；
2.根據權利要求1所述一種動靜協同的快速精確定向系統，其特征在于，所述激光反射感應單元包括激光反射模塊和激光感應模塊，所述激光反射模塊與衛星定位單元之間的幾何關系已知；所述激光感應模塊被設置為僅對靜止觀測設備發射的特定波長、且強度超過設定閾值的激光信號敏感。
3.根據權利要求1所述一種動靜協同的快速精確定向系統，其特征在于，所述主動發光單元包括多個分散于觀測目標外表面的發光光源，用于發射特定波長和強度的光供圖像測量單元量測。
4.根據權利要求1所述一種動靜協同的快速精確定向系統，其特征在于，所述靜止觀測設備還配置有衛星授時單元，用于測量并記錄經衛星授時的觀測時刻。
5.一種動靜協同的快速精確定向方法，其特征在于，在已知點上架設靜止觀測設備，并在靜止觀測設備預設距離內選擇至少兩個觀測位置用于移動觀測目標進行觀測，對其中任一觀測位置執行的操作包括：
6.根據權利要求5所述一種動
7.根據權利要求5所述一種動靜協同的快速精確定向方法，其特征在于，所述方法還包括：根據感應到靜止觀測設備發射的激光信號的時刻，尋找衛星觀測值中與之最接近的兩個時刻，結合記錄的慣性觀測值，將衛星觀測值內插到感應到激光信號的時刻；根據幾何關系換算，計算當前時刻移動觀測目標的動測坐標。
8.根據權利要求5所述一種動靜協同的快速精確定向方法，其特征在于，計算定向參數，包括：
9.一種非暫態計算機讀存儲介質，其特征在于，所述非暫態計算機讀存儲介質存儲計算機指令，所述計算機指令使所述計算機執行權利要求5至8中任一項權利要求所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種動靜協同的快速精確定向系統，其特征在于，包括配置為能夠在至少兩個觀測位置上進行觀測的移動觀測目標，設置于已知點處的靜止觀測設備以及計算模塊；
2.根據權利要求1所述一種動靜協同的快速精確定向系統，其特征在于，所述激光反射感應單元包括激光反射模塊和激光感應模塊，所述激光反射模塊與衛星定位單元之間的幾何關系已知；所述激光感應模塊被設置為僅對靜止觀測設備發射的特定波長、且強度超過設定閾值的激光信號敏感。
3.根據權利要求1所述一種動靜協同的快速精確定向系統，其特征在于，所述主動發光單元包括多個分散于觀測目標外表面的發光光源，用于發射特定波長和強度的光供圖像測量單元量測。
4.根據權利要求1所述一種動靜協同的快速精確定向系統，其特征在于，所述靜止觀測設備還配置有衛星授時單元，用于測量并記錄經衛星授時的觀測時刻。
5.一種動靜協同的快速精確定向方法，其特征在于，在已知點上架設靜止觀測設備，并在靜止觀測設備預設距離內選擇至少兩個觀測位...
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