[发明专利]一种基于重力矢量及其梯度张量的多运动目标体监测方法

权利要求书

1.一种基于重力矢量及其梯度张量的多运动目标体监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、布置重力观测基站：

设空间中存在n个需要观测的运动目标体，根据运动目标体的方位确定m个重力观测基站的位置，并在重力观测基站上安装重力仪和重力梯度仪；其中m≥n；

步骤2、计算重力观测基站上多个运动目标体引起的剩余重力矢量g(t)和剩余重力梯度张量T(t)：

定义空间直角坐标系(x,y,z)；利用重力仪和重力梯度仪按一定时间间隔记录空间直角坐标系(x,y,z)下第i个重力观测基站的重力矢量和重力梯度张量根据公式(1)计算第i个重力观测基站上运动目标体引起的剩余重力矢量gⁱ(t)和剩余重力梯度张量Tⁱ(t)：

Ti(t)=Ttotali(t)-Ttotali(t0)gi(t)=gtotali(t)-gtotali(t0)---(1)]]>

上式中，t₀为时间基点；

步骤3、由gⁱ(t)的垂直分量和消除质量的影响，获得只包含位置信息的第i个重力观测基站对应的非线性方程组，其中i＝1,2,...,m：

1...1(1×n)·GL(t)·Txyi(t)/Txzi(t)Tyzi(t)/Txzi(t)T=1,Bi1(t)...Bin(t)(1×n)·GL(t)·Txyi(t)/Tzzi(t)Tyzi(t)/Tzzi(t)T=1,Ci1(t)...Cin(t)(1×n)·GL(t)·Txyi(t)/Txxi(t)Tyzi(t)/Txxi(t)T=1,Ci1(t)...Cin(t)(1×n)·GL(t)·Txyi(t)/gzi(t)Tyzi(t)/gzi(t)T=1.---(2)]]>

其中，

Bij(t)=[(Rij(t))2-3(Δzij(t))2]/(-3Δxij(t)Δzij(t)),Cij(t)=[(Rij(t))2-3(Δxij(t))2]/(-3Δxij(t)Δzij(t)),Dij(t)=(Rij(t))2/[3(Δxij(t))2],GL(t)=G(t)-1,n=2G(t)T[G(t)G(t)T]-1,n>2,i=1,2,...,m;j=1,2,...,n,---(3)]]>

式中，为第j个运动目标体与第i个重力观测基站之间的距离，Δx^ij(t)＝x^j(t)-aⁱ，Δy^ij(t)＝y^j(t)-bⁱ，Δz^ij(t)＝z^j(t)-cⁱ；x^j(t),y^j(t)和z^j(t)为t时刻第j个运动目标体在x、y和z轴上的坐标位置；aⁱ,bⁱ和cⁱ第i个重力观测基站在x、y和z轴上的坐标位置；并且，

步骤4、根据步骤3得到m个非线性性方程组，将它们组合成一个非线性性方程组，求解组合后的非线性性方程组，得到多个运动目标体在t时刻的质心坐标位置(x(t),y(t),z(t))_n×3。