天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，包括以下步驟：1）確定地表運(yùn)動單體在多大直徑區(qū)域內(nèi)，測得天空偏振模式圖變化所引起的信息源誤差在設(shè)定誤差值δ范圍內(nèi)；2）確定以多長的時(shí)間間隔進(jìn)行測量，測得天空偏振模式圖變化所引起的信息源誤差在設(shè)定誤差值δ范圍內(nèi)。本發(fā)明采用云系統(tǒng)分層運(yùn)算，對技術(shù)方案全過程的各個步驟進(jìn)行執(zhí)行以及監(jiān)控，無需人為進(jìn)行干涉，既能夠減少人為操作的失誤，又能夠高效率地完成較為龐大、繁復(fù)的運(yùn)算任務(wù)，保證了計(jì)算的快速和精準(zhǔn)。
【專利說明】天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種仿生偏振導(dǎo)航精度的控制方法，特別是關(guān)于一種天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人類目前已有的導(dǎo)航手段很多，如衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、地磁導(dǎo)航等，而且新的導(dǎo)航手段及方式還在不斷涌現(xiàn)，如仿生偏振導(dǎo)航就是其中的一種。仿生偏振導(dǎo)航因其所依賴的天空偏振模式圖受環(huán)境的影響較大，同時(shí)獲取天空偏振光方向信息的傳感器還有待于進(jìn)一步完善，因此在應(yīng)用方面還沒有發(fā)展起來，目前只停留在理論研究和實(shí)驗(yàn)階段。
[0003]在仿生偏振導(dǎo)航中，誤差主要是信息源誤差和載體測量誤差，信息源誤差主要是由天空偏振模式圖隨時(shí)間、空間的變化造成的，從工程實(shí)用的角度看，這部分誤差在系統(tǒng)允許誤差中雖然僅約占10%，但是由于其是偏振導(dǎo)航的應(yīng)用基礎(chǔ)，對導(dǎo)航精度的影響是根本性的，因此，在仿生偏振導(dǎo)航中，如何采用有效的手段對信息源誤差進(jìn)行控制是亟需解決的一個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)π畔⒃凑`差進(jìn)行有效控制的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，包括以下步驟:1)確定地表運(yùn)動單體在多大直徑區(qū)域內(nèi)，測得天空偏振模式圖變化所引起的信息源誤差在設(shè)定誤差值δ范圍內(nèi)；2)在步驟I)所確定的區(qū)域的基礎(chǔ)上，確定以多長的時(shí)間間隔進(jìn)行測量，測得天空偏振模式圖變化所引起的信息源誤差在設(shè)定誤差值δ范圍內(nèi)；在所確定的區(qū)域和 采樣間隔下進(jìn)行仿生偏振導(dǎo)航，就能夠?qū)⒎律駥?dǎo)航信息源誤差控制在S的范圍內(nèi)。
[0006]所述步驟I)包括以下步驟:
[0007]①隨機(jī)分布單體位置:
[0008]在直徑為d的圓面上，隨機(jī)分布N個偏振光傳感器作為運(yùn)動單體，各單體靜止不動且方向相同；
[0009]②單體方位角測量及等效長度轉(zhuǎn)換:
[0010]對各單體同時(shí)進(jìn)行一次方位角^^的測量，其中沽是測量次數(shù)沽=1，2，...；j是單體編號，j=l，2，...,N ;用每個單體方位角減去所有單體方位角平均值，將差值折算成等效地理距離ALw ;等效地理距離ALw的算法為:將某個單體與所有單體方位角平均值做差，再將該差值轉(zhuǎn)換為弧度，該弧度值即為該單體與所有單體方位角平均值的差值的等效地理距離Λ Lkj ；
[0011]③信息源空間域誤差統(tǒng)計(jì)計(jì)算:
[0012]計(jì)算方位角的統(tǒng)計(jì)學(xué)誤差Δ?:
【權(quán)利要求】
1.一種天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，包括以下步驟: 1)確定地表運(yùn)動單體在多大直徑區(qū)域內(nèi)，測得天空偏振模式圖變化所引起的信息源誤差在設(shè)定誤差值S范圍內(nèi)； 2)在步驟I)所確定的區(qū)域的基礎(chǔ)上，確定以多長的時(shí)間間隔進(jìn)行測量，測得天空偏振模式圖變化所引起的信息源誤差在設(shè)定誤差值S范圍內(nèi)； 在所確定的區(qū)域和采樣間隔下進(jìn)行仿生偏振導(dǎo)航，就能夠?qū)⒎律駥?dǎo)航信息源誤差控制在δ的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟I)包括以下步驟: ①隨機(jī)分布單體位置: 在直徑為d的圓面上，隨機(jī)分布N個偏振光傳感器作為運(yùn)動單體，各單體靜止不動且方向相同； ②單體方位角測量及等效長度轉(zhuǎn)換: 對各單體同時(shí)進(jìn)行一次方位角a kJ的測量，其中，k是測量次數(shù)，k=l，2，...；j是單體編號，j=l,2,...,N ;用每個單體方位角減去所有單體方位角平均值，將差值折算成等效地理距離ALw ;等效地理距離ALw的算法為:將某個單體與所有單體方位角平均值做差，再將該差值轉(zhuǎn)換為弧度，該弧度值即為該單體與所有單體方位角平均值的差值的等效地理距離 Λ Lkj ； ③信息源空間域誤差統(tǒng)計(jì)計(jì)算: 計(jì)算方位角的統(tǒng)計(jì)學(xué)誤差:
3.如權(quán)利要求1或2所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟2)包括以下步驟: ①標(biāo)準(zhǔn)模式直徑區(qū)域內(nèi)隨機(jī)分布單體:在通過所述步驟I)計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)模式直徑為瓦的區(qū)域內(nèi)，隨機(jī)分布N*個偏振光傳感器作為運(yùn)動單體，各單體靜止不動且方向相同； ②各單體方位角單步測量: 在相隔時(shí)間為AT1的時(shí)刻Tk，k=l，2，...，Z，令各單體分別執(zhí)行單體方位角測量計(jì)算； ③控制總采樣時(shí)間: 在總采樣時(shí)間AT=(Z-1) AT1內(nèi)累計(jì)得到Z組、每組N*個單體的方位角aw，k=l，`2，...，Z;j=l，2，...，N ； ④各單體信息源時(shí)間域誤差統(tǒng)計(jì)計(jì)算: 計(jì)算各單體Z個方位角的統(tǒng)計(jì)學(xué)誤差:
4.如權(quán)利要求2所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟I)中的控制和計(jì)算由云系統(tǒng)完成，完成步驟I)的所述云系統(tǒng)分為六層，第一層執(zhí)單體位置隨機(jī)分布，第二層執(zhí)行各單體進(jìn)行一次方位角測量計(jì)算以及等效長度轉(zhuǎn)換計(jì)算，第三層執(zhí)行信號源空間域誤差統(tǒng)計(jì)值計(jì)算的操作；每層的操作運(yùn)算都由N個單體參加并且同時(shí)并行地執(zhí)行，單體測量任務(wù)由各單體獨(dú)立完成，獲取原始數(shù)據(jù)后將其以數(shù)據(jù)包方式送往云服務(wù)器；第四層執(zhí)行誤差評估，第五層執(zhí)行m次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的邏輯控制和統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算的總體性計(jì)算操作控制，第六層執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)模式直徑統(tǒng)計(jì)值計(jì)算。
5.如權(quán)利要求3所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟2 )中的控制和計(jì)算由云系統(tǒng)完成，每次基本實(shí)驗(yàn)由N*個單體各自在Z個采樣時(shí)刻執(zhí)行，完成步驟2)的所述云計(jì)算系統(tǒng)分為九層，分別對應(yīng)執(zhí)行以下九種運(yùn)算或操作:執(zhí)行單體位置隨機(jī)分布、一個采樣時(shí)刻的方位角測量計(jì)算、按采樣時(shí)刻的遞進(jìn)而重復(fù)Z次測量的邏輯控制、Z次采樣信息源時(shí)間域誤差水平平均、信號源時(shí)域誤差評估與采樣間隔的調(diào)整、單體操作步驟檢查與控制、單體信號源時(shí)域誤差的時(shí)域統(tǒng)計(jì)平均、m次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的邏輯控制、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)平均；上述九種并行計(jì)算、操作過程中的所有測量和數(shù)據(jù)輸送操作由服務(wù)器控制完成，各單體的依時(shí)遞進(jìn)性循環(huán)、搜尋性循環(huán)以及重復(fù)性實(shí)驗(yàn)循環(huán)的邏輯過程由云服務(wù)器視其完成情況控制執(zhí)行。
6.如權(quán)利要求2或4或5所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟1)的步驟①中優(yōu)選的運(yùn)動單體數(shù)量范圍為80~120。
7.如權(quán)利要求3所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟2)的步驟①中優(yōu)選的運(yùn)動單體數(shù)量范圍為8~15。
8.如權(quán)利要求4或5所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟2)的步驟①中優(yōu)選的運(yùn)動單體數(shù)量范圍為8~15。
9.如權(quán)利要求3所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟1)的步驟⑤和步驟2)的步驟⑧中，重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的次數(shù)優(yōu)選為100~1000次。
10.如權(quán)利要求4或5或7所述的天空模式圖對仿生偏振導(dǎo)航精度影響的云計(jì)算控制方法，其特征在于，所述步驟1)的步驟⑤和步驟2)的步驟⑧中，重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的次數(shù)優(yōu)選為.100 ~1000 次。
【文檔編號】G01C21/00GK103776444SQ201410043123
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】晏磊, 劉岳峰, 陳偉, 關(guān)桂霞, 張飛舟, 譚翔, 魯云飛, 韓建國, 楊彬, 路穎 申請人:北京大學(xué)