利用一颗地球静止卫星实现快速寻北的方法探讨

静止气象卫星的地标导航计算方法
卢耀秋
【期刊名称】《计算物理》
【年(卷),期】1992(9)A02
【摘要】概述利用地标进行地球同步卫星自旋轴姿态参数的计算以及卫星东西方向伽马漂移订正方法。

并给出姿态及伽马订正的数学公式和实际的算法。

此外,对图象定位精度产生影响的一些其它因素也做了简单的描述。

最后给出一组实际计算结果及误差统计分析。

【总页数】3页(P775-777)
【关键词】气象卫星;地标导航;计算方法
【作者】卢耀秋
【作者单位】国家气象局卫星气象中心
【正文语种】中文
【中图分类】P414.4
【相关文献】
1.极轨气象卫星和静止气象卫星的区别 [J],
2.三轴稳定静止气象卫星图像导航中的姿态确定 [J], 吴亚光;王志刚
3.气象卫星图像导航的地标匹配算法研究与优化 [J], 郭强;杨磊;赵现纲;冯小虎;林维夏;张志清;魏彩英
4.极轨气象卫星自动地标导航方法 [J], 杨磊;杨忠东
5.极轨气象卫星局部数据集的精地标导航 [J], 赵礼铮;白光弼
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利用北斗七星去寻找北极星的方法
北斗七星是中国的一个卫星导航系统，它由一组卫星组成，可以在地球上的任何地方提供定位、导航和时间参考等服务。

北极星是天空中最明亮的星星之一，也是北半球天空中的标志性星座。

它在导航中具有很重要的作用，因为它的位置在天空中相对固定，可以作为指南针指示方向。

利用北斗七星进行寻找北极星的方法是通过北斗七星提供的定位服务来确定自己的位置，然后再根据北极星的位置来确定方向。

首先，我们需要在地面上使用北斗七星接收器来接收卫星信号，并确定自己的位置。

接着，我们可以使用星座图来查找北极星的位置，或者使用天文望远镜来观察北极星的位置。

根据北极星的位置和自己的位置，我们可以确定正确的方向并开始前行。

需要注意的是，北斗七星和北极星都只能在天空中的特定位置才能被观测到，并且天气条件也会对观测产生影响。

因此，在进行寻找北极星的过程中，需要选择天气晴朗、没有云层和大气污染的时候进行观测。

同时，也需要具备一定的天文知识和技能，才能正确地使用北斗七星和寻找北极星。

寻北仪工作原理探秘寻北仪：一窥地球磁场的“罗盘指路”在科技的世界里，有一种精密仪器犹如探险家手中的魔法指南针，它能精准捕捉到地球母亲脉搏的跳动，沿着磁力线翩翩起舞，这就是我们今天要揭开神秘面纱的主角——寻北仪。

你可能会问，“哎呦喂，这玩意儿究竟如何工作？又为何能在大千世界中独领风骚？”别急，这就带你一步步走进它的奇妙世界。

寻北仪，顾名思义，就是寻找地理北极的神器。

在地球这颗巨大的“磁铁”上，其核心产生的磁场就如同无形的丝线，贯穿南北两极。

而寻北仪正是通过感知并解码这些磁力线，从而实现定位和导航的功能。

说白了，它就像一只聪明绝顶的小精灵，能够读懂地球磁场的“密码”，然后告诉我们：“嘿，兄弟，北方在这儿呢！”寻北仪的工作原理，其实内含乾坤，堪比一场精妙绝伦的地球物理学表演。

首先，仪器内部装有高灵敏度的磁强计，这是它的“眼睛”，能敏锐地捕获周围微弱的磁场变化。

一旦开机，磁强计便开始忙碌起来，像只勤奋的小蜜蜂，不断采集并分析周遭的磁场信息。

其次，寻北仪内置的电子系统则扮演着“大脑”的角色，通过对磁强计收集的数据进行实时处理，计算出磁北方向。

这一过程仿佛是大自然与高科技的一次深度对话，磁场信号经过数字化、解析化，最终转化为我们看得懂、用得上的导航数据。

接下来，寻北仪通常会配备一个指向机构，比如指示针或者显示屏，它们是与用户直接交流的“嘴巴”。

无论环境多么复杂，只要找到磁北，这个“嘴巴”就会毫不犹豫地指向那个方向，坚定而准确。

当然，为了提高精度和适应各种复杂环境，高级的寻北仪还会采用诸如陀螺仪等辅助设备进行修正，确保在动态或磁干扰环境下仍能精确寻北。

这种精益求精的精神，真是让人忍不住拍案叫绝：“乖乖，这家伙还真有一套！”综上所述，寻北仪凭借其对地球磁场的深刻理解和巧妙利用，成为了现代科技领域中不可或缺的一员。

从地质勘探、建筑施工，到航天航海、军事应用，哪里需要精准定位，哪里就有寻北仪的身影。

它以独特的技术魅力和实用价值，向我们生动诠释了科学探索的力量与智慧，真可谓“小小身躯，大大能量”。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810592239.0(22)申请日 2018.06.11(71)申请人 初坤轩地址 710000 陕西省西安市碑林区雁塔路中段1号13楼201(72)发明人 初坤轩　(74)专利代理机构 西安毅联专利代理有限公司61225代理人 高美化(51)Int.Cl.G01S 19/38(2010.01)G01C 17/00(2006.01)(54)发明名称一种基于全球卫星定位系统的寻北方法(57)摘要本发明涉及一种基于全球卫星定位系统的寻北方法，包括以下步骤：点的选取：在行进的运动轨迹中任意选取第一点A和第二点B；经度差和纬度差的求取：分别测量A点的经度X1、A点的纬度Y1、B点的经度X2和B点的纬度Y2；根据公式（1）和（2）分别求取经度差X3和纬度差Y3；磁北方向的寻取：从第一点到第二点的连线为AB，在二维平面内，从磁北顺时针转动到AB形成的夹角为α；根据公式（3）可知：Tanα=X3/Y3通过X3和Y3，求出α的度数；通过在平面内顺时针旋转AB，使得α的度数为0°；或通过在平面内逆时针旋转AB，使得α的度数为180°；则AB连线的指向即为磁北方向。

本发明中的方法，寻找方向，精确度高，且无磁场影响，使用范围广。

权利要求书1页 说明书9页 附图5页CN 109001775 A 2018.12.14C N 109001775A1.一种基于全球卫星定位系统的寻北方法，其特征在于，包括以下步骤：点的选取：在行进的运动轨迹中任意选取第一点A和第二点B；经度差和纬度差的求取：分别测量A点的经度X1、A点的纬度Y1、B点的经度X2和B点的纬度Y2；根据公式（1）和（2）分别求取经度差X3和纬度差Y3；X3=X2-X1； （1）Y3=Y2-Y1； （2）磁北方向的寻取：从第一点到第二点的连线为AB，在二维平面内，从磁北顺时针转动到AB形成的夹角为α；根据公式（3）可知：Tan α=X3/Y3； （3）通过X3和Y3，求出α的度数；通过在二维平面内逆时针旋转AB，使得α的度数为0°；或通过在二维平面内顺时针旋转AB，使得α的度数为180°；则AB连线的指向即为磁北方向。

惯组寻北原理
惯组寻北原理基于牛顿力学定律，通过测量载体在惯性参考系中的加速度和角加速度，可以计算出运动载体的速度、角速度，进而求得其在导航坐标系中的位置信息。

具体来说，惯组寻北方法有两种：
1.粗对准方法：在惯组静止条件下，测量地球自转角速度在惯组各个轴的分量，
结合加速度计测出的惯组姿态，计算出地球自转方向，即北方。

2.表征运动方法：假设地面上有高速旋转的陀螺，并且不受到任何干扰，那么它
的旋转轴方向由于定轴性相对于惯性空间是静止的。

但由于地球的自转，相对于地面可以观察到陀螺轴在画圈。

这个圈的圆心是指向北方的。

通过给陀螺加入阻尼，使其快速收敛，得到的陀螺轴的方向指向北方。

陀螺经纬仪快速寻北的算法研究
为了提高陀螺经纬仪的寻北精度并缩短寻北过程,提出了一种基于PC的快速寻北算法系统.利用PC中VisualC++6.0便于访问数据库的特点,开发了一种独特算法--数据库查询法.实验表明,该方法简单,结果可靠,与1/4周期积分法寻北时间相同,精度却由25″提高至8″;与中天法、整周期积分法精度相同,寻北时间却由8分钟缩短为3分钟.该系统还集成了中天法、积分法和欠周期法等多种测量算法,提供了不同精度与寻北速度的选择,满足了不同场合的测量需求.。

如何利用卫星导航进行测绘定位卫星导航技术在现代测绘领域发挥着重要作用，它为测绘工作者提供了高精度和高效率的定位和测量手段。

本文将介绍卫星导航在测绘定位中的应用，深入探讨如何利用卫星导航进行测绘定位，并分析其中的优势和局限性。

一、卫星导航在测绘定位中的应用卫星导航系统，如美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、中国的北斗系统等，通过在地球轨道上部署卫星，利用卫星与接收器之间的无线电信号来实现定位功能。

在测绘定位中，卫星导航技术可以提供准确的三维坐标和高程测量，使测绘工作者能够快速获取目标地点的位置信息。

卫星导航在测绘定位中的应用包括地图制作、土地调查、测量工程和导航引导等。

首先，卫星导航可以为地图制作提供准确的地理坐标和地貌信息。

测绘人员可以通过卫星导航系统获取目标区域的经纬度坐标，并结合地面观测数据，精确绘制地图。

其次，卫星导航可以用于土地调查，提供土地界线的准确位置和测量数据，为土地规划和管理提供依据。

此外，卫星导航还可以应用于测量工程，如道路建设、水利工程等，为工程施工提供准确的测量数据。

最后，卫星导航还可以用作导航引导，提供准确的位置信息和路径规划，帮助行车导航、飞行导航等。

二、利用卫星导航进行测绘定位的方法1. 接收卫星信号并定位要利用卫星导航进行测绘定位，首先需要通过接收器接收卫星信号，并计算接收器与卫星之间的距离。

接收器一般采用全球定位系统(GPS)接收器，通过接收卫星信号的时间差来计算距离，然后利用三角定位原理，确定接收器的位置。

2. 数据处理和地图生成接收到卫星信号并定位后，需要将接收的位置信息进行数据处理。

数据处理可以包括误差校正、数据过滤以及精度评估等步骤。

通过数据处理，可以提高测绘定位的精确度和可靠性。

在数据处理完成后，可以根据测绘要求，生成相应的地图。

3. 室内测绘定位技术除了室外测绘定位，卫星导航技术在室内测绘定位方面也有广泛的应用。

通过在室内布设接收器和引入无线传感器网络，结合卫星导航技术，可以实现对室内环境的精确定位。