[发明专利]一种精确定位飞机位置的方法

摘要

本发明涉及一种精确定位飞机位置的方法，其具体包括以下三步：经纬度映射直角坐标、利用牛顿迭代法计算飞机在直角坐标系下的近似坐标点、直角坐标与经纬度之间转换。考虑到当前民航客机上普遍配有的机载应答设备，结合地面的信号接收机，利用客机上的机载设备广播信息来准确定位进出场客机，则能够替代现有的昂贵的雷达系统，为中小型机场在其经济可承担的情况下解决进出场客机的定位问题，采用本发明所提供的方法，能够节约大量人力物力和资金。

主权项

一种精确定位飞机位置的方法，其特征在于，飞机在位置（Lat,Lon，Height）处，其中Lat代表飞机所在的纬度，Lon代表飞机所在的经度，Height代表飞机所在的高度，发出一条广播信号时，地面上N台接收机同时接收信号，由于不同接收机距离飞机位置的远近不同，那么接收机的接收时间存在差异，根据接收机的位置坐标以及信号接收的时间差，计算飞机所在的精确的经纬度以及高度；其具体包括以下三步：【步骤一】：经纬度映射直角坐标；当前能够获取的信息为接收机的经纬度以及高度，但是在实际的运算中，需要在直角坐标系下列出方程组进行计算，因此，首先需要把接收机的经纬度映射到直角坐标系中；主要方法是：在N个接收机包围的范围中间选取一个接收机的点，设为，作为坐标系的原点，以点所在的经线为轴，在与点相同经度下，计算接收机纬度与点纬度之间的距离差作为接收机的坐标值；以点所在的纬线为轴，在与点相同纬度下，计算接收机经度与点经度之间的距离差作为接收机的坐标值;则某个接收机的经纬度映射到直角坐标系上，计算方法为：其中表示地球上两经纬度点之间的距离;【步骤二】：利用牛顿迭代法计算飞机在直角坐标系下的近似坐标点；通过映射，将经纬度映射到直角坐标系下，那么就能将问题转化成三维坐标系下的方程组的求解问题；设飞机A在点发出广播信号，信号的传播速度为s，地面上的多个接收机接收到信号的时间分别为，设飞机的S点的坐标为：，则可得到个方程组成的方程组：利用牛顿迭代法计算方程的近似解，即是飞机A所在位置在三维直角坐标系下的近似点;【步骤三】：直角坐标与经纬度之间转换；经过牛顿迭代法能够计算出飞机在三维坐标系下的近似点，为了能够准确定位飞机在地球上的位置，则需要将飞机的直角坐标近似点映射到相对应的经纬度上；主要方法是：由于三维直角坐标系是围绕点建立的，那么飞机在三维直角坐标系下轴的坐标值分别对应飞机位置与点之间的经度距离差和纬度距离差，根据经纬度与距离之间的关系可以推出点的近似经纬度:上述经纬度即是飞机A具体所在的位置。