[发明专利]目标跟踪方法

权利要求书

1.一种目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待跟踪目标的高精度目标三维空间坐标；

利用高精度定位定姿系统实时获取载荷的高精度载荷三维空间坐标和姿态；

根据所述载荷的移动速度以及所述高精度定位定姿系统中的全球卫星导航系统接收机天线与相机之间的几何位置关系，计算相机投影中心三维空间坐标；

根据所述相机投影中心三维空间坐标及所述目标三维空间坐标计算所述目标的目标方位角及目标姿态角；

根据所述目标方位角及所述目标姿态角计算所述相机的曝光位置的预测姿态；

调整所述相机的姿态到所述预测姿态；

使用所述相机在所述曝光位置对所述目标进行拍照；

所述高精度载荷三维空间坐标为所述全球卫星导航系统接收机天线的相位中心的坐标；

所述相机设置在吊舱中，所述吊舱通过稳定平台与运行载体相连接；所述高精度定位定姿系统设置在所述吊舱中，且所述高精度定位定姿系统包括惯性测量单元和具有所述天线的全球卫星导航系统接收机；所述载荷中的高精度定位定姿系统中的全球卫星导航系统接收机天线与所述相机之间有预设位置差；

所述根据所述载荷的移动速度以及所述高精度定位定姿系统中的全球卫星导航系统接收机天线与相机之间的几何位置关系，计算所述相机投影中心三维空间坐标，包括以下步骤：

根据下面的公式计算全球卫星导航系统接收机天线的相位中心在吊舱坐标系中的坐标，即全球卫星导航系统吊舱坐标系坐标；

其中，为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心从稳定平台参考坐标系到吊舱坐标系的转换矩阵，为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心与稳定平台参考中心的偏心分量；

利用下面的公式根据所述全球卫星导航系统吊舱坐标系坐标计算所述全球卫星导航系统接收机天线的相位中心在惯性测量单元坐标系中的坐标，即全球卫星导航系统惯性坐标系坐标；

其中，为惯性测量单元几何参考中心与吊舱中心的偏心分量；

利用下面的公式根据所述全球卫星导航系统惯性坐标系坐标计算相机投影中心在导航系中的坐标，即相机导航坐标；

其中，为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心从惯性测量单元本体坐标系到导航坐标系的转换矩阵，为相机投影中心在惯性测量单元坐标系中的坐标；

根据发出相机曝光指令到所述相机曝光完成的时间延迟，结合所述载体的移动速度根据下面的公式计算所述相机投影中心在导航系内的相机坐标增量；

其中，v_x，v_y，v_z为惯性测量单元测量的在导航系的速度矢量，t₀为相机曝光延迟时间；

将所述相机导航坐标和所述相机坐标增量之和作为相机投影中心在导航系内的最终坐标，并根据所述相机在导航系内的最终坐标值根据下面公式计算所述相机投影中心在地心坐标系中的坐标作为预测的所述相机投影中心三维空间坐标；

其中，为相机投影中心从导航坐标系到地心坐标系的转换矩阵,[x_e y_e z_e]^T为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心在地心坐标系的坐标。

2.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述利用高精度定位定姿系统实时获取载荷的高精度载荷三维空间坐标，包括以下步骤：

在距地面测控站预设距离范围内利用差分全球导航卫星系统、连续运行卫星定位服务综合系统或者精密单点定位技术精确测量基站点的坐标；

在所述基站点架设实时动态控制系统基站，并通过数据链路保持所述实时动态控制系统基站与载荷之间差分定位信号的畅通；

高精度定位定姿系统接收所述差分定位信号，并进行位置及姿态的组合解算，输出组合解算后的高精度位置及姿态数据；

所述载荷控制系统对接收的所述高精度位置及姿态数据进行误差补偿校正，及全球卫星导航系统接收机天线的偏心分量改正，得到最终的载荷三维空间坐标的定位结果。