[发明专利]基于重力矢量及其梯度张量对单个运动物体进行定位跟踪的方法

摘要

本发明提供了一种基于重力矢量及其梯度张量对单个运动物体进行定位跟踪的方法，包括以下步骤(1)在一个重力基站，按一定时间间隔，观测由质量为M的单个运动物体引起的剩余重力矢量及其梯度张量，得到一系列时刻的剩余重力矢量g及其梯度张量T。(2)根据观测数据，利用解析公式，精确计算单个运动目标体的坐标位置、质量和速度矢量。本发明可应用于民用或军事领域，对单个物体运动轨迹和质量的精确实时监测。

主权项

一种基于重力矢量及其梯度张量对单个运动物体进行定位跟踪的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、布置重力观测基站：根据观测目标确定重力观测基站的位置，并在重力观测基站安装重力仪和重力梯度仪；步骤2、计算质量为M的单个运动物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)下重力观测基站的重力矢量gtotal(t)和重力梯度张量Ttotal(t)，根据公式(1)计算质量为M的单个运动物体引起的剩余重力矢量g(t)和剩余重力梯度张量T(t)：T(t)=Ttotal(t)-Ttotal(t0)g(t)=gtotal(t)-gtotal(t0)---(1)]]>上式，Ttotal(t0)，gtotal(t0)为单个运动物体对重力观测基站不产生影响时观测到的重力矢量及重力梯度张量，t0称为时间基点；步骤3、由剩余重力梯度张量和剩余重力矢量g(t)的垂直分量gz(t)，根据公式(2)计算单个运动物体在t时刻的质心坐标位置和质量：Dxz(t)=Txy(t)Tyz(t)Dyz(t)=Txy(t)Txz(t)A(t)=[Dxz2(t)+Dyz2(t)+1]12dz(t)=A(t)2-3A(t)2gz(t)Tzz(t)x′(t)=x(t)-Dxz(t)dz(t)y′(t)=y(t)-Dyz(t)dz(t)z′(t)=z(t)-dz(t)M(t)=dz2(t)·gz(t)·A(t)3(1-G),---(2)]]>上式中，Tyz(t)≠0,Txz(t)≠0，x(t),y(t),z(t)为t时刻重力观测基站在x、y、z轴上的坐标位置，G为引力常数，x′(t),y′(t),z′(t)为t时刻单个运动物体质心在x、y、z轴上的坐标位置，M(t)为t时刻单个运动物体质量。