基于双天线的方向角校正方法、装置、设备和存储介质

摘要

本申请涉及数据分析领域，提供了基于双天线的方向角校正的方法、装置、设备和存储介质，方法包括：通过电子磁力计获取水平磁向量；根据水平磁向量计算电子磁力方向角；通过双天线获取方向角以及偏置角；根据偏置角校正方向角，得到校正后的方向角；获取预设的精度阈值；通过双天线获取校正后的方向角对应的多个精度指标；若多个精度指标均大于精度阈值，则输出校正后的方向角；若存在一个精度指标小于或等于精度阈值，则输出电子磁力方向角。本申请提供了通过补偿系数对电流产生的磁场进行补偿，从而测量中减少了电流产生的磁场对电子磁力计的干扰。

说明书

技术领域

本申请涉及电磁计算领域，尤其涉及一种基于双天线的方向角校正的方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

现有双天线测向方案中通过使用两个GPS接收机进行测向，双天线测向装置由两个GPS接收机、两个测量型天线和以嵌入式处理器为核心的计算机组成。两个GPS作为卫星信号传感器，通过两个测量天线接收GPS系统信息，利用载波测量技术和快速求解整周模糊度技术，计算机解算出两个GPS接收机天线处位置和两天线相位中心连线与真北之间的夹角。但双天线测向基于GPS定位技术，当GPS接收天线被遮挡，或GPS接收信号被干扰，也会得到被干扰的测向数据甚至无法计算测向数据。

发明内容

本申请提供了一种基于双天线的方向角校正的方法，能够解决现有技术中电磁测量被电流干扰的问题。

第一方面，本申请提供一种基于双天线的方向角校正的方法，包括：

通过电子磁力计获取水平磁向量；

根据所述水平磁向量计算电子磁力方向角；

通过双天线获取方向角以及偏置角；

根据所述偏置角校正所述方向角，得到校正后的方向角；

获取预设的精度阈值；

通过双天线获取所述校正后的方向角对应的多个精度指标；

若所述多个精度指标均大于所述精度阈值，则输出所述校正后的方向角；

若存在一个所述精度指标小于或等于所述精度阈值，则输出电子磁力方向角。

在一些可能的设计中，所述根据所述水平磁向量计算电子磁力方向角，包括：

提取所述水平磁向量中的X方向的值以及Y方向的值，得到X方向磁向量模长值以及Y方向磁向量模长值；

通过ψ＝arctan(y,x)计算所述电子磁力方向角，其中ψ为所述电子磁力方向角，y为所述Y方向磁向量模长值，x为所述X方向磁向量模长值。

在一些可能的设计中，所述根据所述偏置角校正所述方向角，得到校正后的方向角，包括：

通过方向角是d＝ψ+θ得到所述校正后的方向角，其中ψ为所述方向角，θ为所述校正后的方向角。

在一些可能的设计中，所述通过双天线获取方向角以及偏置角，包括：

获取每根所述天线的信号强度；

根据所述信号强度确定所述方向角以及所述偏置角。

在一些可能的设计中，所述多个精度指标至少包括航向标准差hdgstddev、解状态sol stat以及跟踪的卫星数SVS。

在一些可能的设计中，所述获取每根所述天线的信号强度，包括：

获取所述双天线的接收信号码功率RSCP值，得到第一RSCP值以及第二RSCP值；

若所述第一RSCP值等于所述第二RSCP值，则判断所述双天线的信号强度相等；

若所述第一RSCP值大于所述第二RSCP值，则判断所述第一RSCP值对应天线的信号强度大于所述第二RSCP值对应天线的信号强度；

若所述第一RSCP值小于所述第二RSCP值，则判断所述第一RSCP值对应天线的信号强度小于所述第二RSCP值对应天线的信号强度。

在一些可能的设计中，所述通过双天线获取所述校正后的方向角对应的精度指标，包括：

将所述第一RSCP值与所述第二RSCP值做差，得到目标差值；

若所述目标差值大于零，则将所述第一RSCP值对应的天线精度指标作为所述精度指标；

若所述目标差值小于或等于零，则将所述第二RSCP值对应的天线精度指标作为所述精度指标。

第二方面，本申请提供一种基于双天线的方向角校正的装置，具有实现对应于上述第一方面提供的基于双天线的方向角校正的平台的方法的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块，所述模块可以是软件和/或硬件。

所述基于双天线的方向角校正装置包括：

输入输出模块，用于通过电子磁力计获取水平磁向量；

处理模块，用于根据所述水平磁向量计算电子磁力方向角；所述输入输出模块还用于通过双天线获取方向角以及偏置角；

根据所述偏置角校正所述方向角，得到校正后的方向角；

所述输入输出模块还用于获取预设的精度阈值；

所述处理模块还用于通过双天线获取所述校正后的方向角对应的多个精度指标；若所述多个精度指标均大于所述精度阈值，则输出所述校正后的方向角；若存在一个所述精度指标小于或等于所述精度阈值，则输出电子磁力方向角。

在一些可能的设计中，所述处理模块还用于：

提取所述水平磁向量中的X方向的值以及Y方向的值，得到X方向磁向量模长值以及Y方向磁向量模长值；

通过ψ＝arctan(y,x)计算所述电子磁力方向角，其中ψ为所述电子磁力方向角，y为所述Y方向磁向量模长值，x为所述X方向磁向量模长值。

在一些可能的设计中，所述处理模块还用于：

通过方向角是d＝ψ+θ得到所述校正后的方向角，其中ψ为所述方向角，θ为所述校正后的方向角。

在一些可能的设计中，所述处理模块还用于：

获取每根所述天线的信号强度；

根据所述信号强度确定所述方向角以及所述偏置角。

在一些可能的设计中，所述多个精度指标至少包括航向标准差hdgstddev、解状态sol stat以及跟踪的卫星数SVS。

在一些可能的设计中，所述处理模块还用于：

获取所述双天线的接收信号码功率RSCP值，得到第一RSCP值以及第二RSCP值；

若所述第一RSCP值等于所述第二RSCP值，则判断所述双天线的信号强度相等；

若所述第一RSCP值大于所述第二RSCP值，则判断所述第一RSCP值对应天线的信号强度大于所述第二RSCP值对应天线的信号强度；

若所述第一RSCP值小于所述第二RSCP值，则判断所述第一RSCP值对应天线的信号强度小于所述第二RSCP值对应天线的信号强度。

在一些可能的设计中，所述处理模块还用于：

将所述第一RSCP值与所述第二RSCP值做差，得到目标差值；

若所述目标差值大于零，则将所述第一RSCP值对应的天线精度指标作为所述精度指标；

若所述目标差值小于或等于零，则将所述第二RSCP值对应的天线精度指标作为所述精度指标。

本申请又一方面提供了一种计算机设备，其包括至少一个连接的处理器、存储器、输入输出单元，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码来执行上述各方面所述的方法。

本申请又一方面提供了一种计算机存储介质，其包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

本发明优先使用精度更高的双天线测量值，在没有GPS信号遮挡和干扰的情况下，输出校正后的方向交，并且不受硬铁软铁以及导线电流效应的干扰，使无人机可以正常运行于磁干扰严重的场景中。而在GPS信号质量下降的情况下，双天线测向精度指标也将降低，使决策器切换到电子磁力计，不会由于双天线测向的失效而使系统完全失去测向能力。

附图说明

图1为本申请实施例中基于双天线的方向角校正的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例中基于双天线的方向角校正的装置的结构示意图；

图3为本申请实施例中计算机设备的结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本申请中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行。

请参照图1，以下对本申请提供一种基于双天线的方向角校正的方法进行举例说明，所述方法包括：

101、通过电子磁力计获取水平磁向量。

本实施例中，水平磁向量为三维向量，电子磁力计测量的为所述三维向量的值，三维向量包括：X方向向量，Y方向向量，Z方向向量。

102、根据所述水平磁向量计算电子磁力方向角。

本实施例中，通过Arctan(Y方向向量/X方向向量)得到电子磁力的方向角。

103、通过双天线获取方向角以及偏置角。

本实施例中，方向角指的是采用X坐标轴方向作为标准方向，获取到天线与X轴的夹角作为方位角。偏置角两个天线之间的夹角。

104、根据所述偏置角校正所述方向角，得到校正后的方向角。

本实施例中，通过两个天线之间的夹角，对方向角进行校正，得到校正后的夹角。

105、获取预设的精度阈值。

本实施例中，精度阈值用于描述双天线信号的强度。

106、通过双天线获取所述校正后的方向角对应的多个精度指标。

本实施例中，精度指标航向标准差hdgstddev、解状态sol stat以及跟踪的卫星数SVS。

107-1、若所述多个精度指标均大于所述精度阈值，则输出所述校正后的方向角。

本实施例中，如果双天线的信号稳定，则输出校正后的方向角。

107-2、若存在一个所述精度指标小于或等于所述精度阈值，则输出电子磁力方向角。

本实施例中，如果双天线信号不稳定，则输出电子磁力计所测量的方向角。

本发明优先使用精度更高的双天线测量值，在没有GPS信号遮挡和干扰的情况下，输出校正后的方向交，并且不受硬铁软铁以及导线电流效应的干扰，使无人机可以正常运行于磁干扰严重的场景中。而在GPS信号质量下降的情况下，双天线测向精度指标也将降低，使决策器切换到电子磁力计，不会由于双天线测向的失效而使系统完全失去测向能力。

一些实施方式中，所述根据所述水平磁向量计算电子磁力方向角，包括：

提取所述水平磁向量中的X方向的值以及Y方向的值，得到X方向磁向量模长值以及Y方向磁向量模长值；

通过ψ＝arctan(y,x)计算所述电子磁力方向角，其中ψ为所述电子磁力方向角，y为所述Y方向磁向量模长值，x为所述X方向磁向量模长值。

上述实施方式中，由于方向角是于X轴的夹角，通过用反正切函数计算Y方向的向量模长除以X方向的向量模长得到电子磁力方向角。

一些实施方式中，所述根据所述偏置角校正所述方向角，得到校正后的方向角，包括：

通过方向角是d＝ψ+θ得到所述校正后的方向角，其中ψ为所述方向角，θ为所述校正后的方向角。

上述实施方式中，由于双天线会自动获取方向角，双天线的安装方式存在差异，因此存在偏置角，所以需要对两个测取得方向角进行校正，得到校正后的方向角。

一些实施方式中，所述通过双天线获取方向角以及偏置角，包括：

获取每根所述天线的信号强度；

根据所述信号强度确定所述方向角以及所述偏置角。

上述实施方式中，根据每根天线的信号强度判断所获取的方向角和偏置角是否可信，如果信号强度过低，则判断获取的方向角和偏置角不可信，用前一时刻的方向角和偏置角进行计算。

一些实施方式中，所述多个精度指标至少包括航向标准差hdgstddev、解状态solstat以及跟踪的卫星数SVS。

上述实施方式中，航向标准差是双指天线测得的航向精度。解状态是指双天线解算航向的解算状态，卫星数就是双天共视卫星的数量，卫星数量足够才能解算双天线测得的航向。通过本实施例判断双天线测得航向的精度和可信度

一些实施方式中，所述获取每根所述天线的信号强度，包括：

获取所述双天线的接收信号码功率RSCP值，得到第一RSCP值以及第二RSCP值；

若所述第一RSCP值等于所述第二RSCP值，则判断所述双天线的信号强度相等；

若所述第一RSCP值大于所述第二RSCP值，则判断所述第一RSCP值对应天线的信号强度大于所述第二RSCP值对应天线的信号强度；

若所述第一RSCP值小于所述第二RSCP值，则判断所述第一RSCP值对应天线的信号强度小于所述第二RSCP值对应天线的信号强度。

上述实施方式中，接收信号码功率(Received Signal Code Power,RSCP)通常特指导频信道，可以理解为天线接收到的导频信道信号强度。通过比较两个天线的RSCP值确定哪个天线的信号强度较强，当双天线的信号强度都低于一定值时，可以选择信号强度较高的方向角作为测量值。解决低信号强度时的无法测量的问题。

一些实施方式中，所述通过双天线获取所述校正后的方向角对应的精度指标，包括：

将所述第一RSCP值与所述第二RSCP值做差，得到目标差值；

若所述目标差值大于零，则将所述第一RSCP值对应的天线精度指标作为所述精度指标；

若所述目标差值小于或等于零，则将所述第二RSCP值对应的天线精度指标作为所述精度指标。

上述实施方式中，通过上述方式可以是选取具体双天线中吗某一天线的精度指标值作为评判，选择精度较高的作为评判标准，因为实际选取时，会选择高精度天线，因此要选取高RSCP值才能评估测量值是否可信。

如图2所示的一种基于双天线的方向角校正的装置20的结构示意图，其可应用于基于双天线的方向角校正。本申请实施例中的基于双天线的方向角校正的装置能够实现对应于上述图1所对应的实施例中所执行的基于双天线的方向角校正的方法的步骤。基于双天线的方向角校正的装置20实现的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块，所述模块可以是软件和/或硬件。所述基于双天线的方向角校正的装置可包括输入输出模块201和处理模块202，所述处理模块202和输入输出模块201的功能实现可参考图1所对应的实施例中所执行的操作，此处不作赘述。输入输出模块201可用于控制所述输入输出模块201的输入、输出以及获取操作。

一些实施方式中，所述输入输出模块201可用于通过电子磁力计获取水平磁向量；

所述处理模块202可用于根据所述水平磁向量计算电子磁力方向角；

所述输入输出模块201还用于通过双天线获取方向角以及偏置角；

根据所述偏置角校正所述方向角，得到校正后的方向角；

所述输入输出模块201还用于获取预设的精度阈值；

所述处理模块还用于通过双天线获取所述校正后的方向角对应的多个精度指标；若所述多个精度指标均大于所述精度阈值，则输出所述校正后的方向角；若存在一个所述精度指标小于或等于所述精度阈值，则输出电子磁力方向角。

一些实施方式中，所述处理模块202还用于：

提取所述水平磁向量中的X方向的值以及Y方向的值，得到X方向磁向量模长值以及Y方向磁向量模长值；

通过ψ＝arctan(y,x)计算所述电子磁力方向角，其中ψ为所述电子磁力方向角，y为所述Y方向磁向量模长值，x为所述X方向磁向量模长值。

一些实施方式中，所述处理模块202还用于：

通过方向角是d＝ψ+θ得到所述校正后的方向角，其中ψ为所述方向角，θ为所述校正后的方向角。

一些实施方式中，所述处理模块202还用于：

获取每根所述天线的信号强度；

根据所述信号强度确定所述方向角以及所述偏置角。

一些实施方式中，所述多个精度指标至少包括航向标准差hdgstddev、解状态solstat以及跟踪的卫星数SVS。

一些实施方式中，所述处理模块202还用于：

获取所述双天线的接收信号码功率RSCP值，得到第一RSCP值以及第二RSCP值；

若所述第一RSCP值等于所述第二RSCP值，则判断所述双天线的信号强度相等；

若所述第一RSCP值大于所述第二RSCP值，则判断所述第一RSCP值对应天线的信号强度大于所述第二RSCP值对应天线的信号强度；

若所述第一RSCP值小于所述第二RSCP值，则判断所述第一RSCP值对应天线的信号强度小于所述第二RSCP值对应天线的信号强度。

一些实施方式中，所述处理模块202还用于：

将所述第一RSCP值与所述第二RSCP值做差，得到目标差值；

若所述目标差值大于零，则将所述第一RSCP值对应的天线精度指标作为所述精度指标；

若所述目标差值小于或等于零，则将所述第二RSCP值对应的天线精度指标作为所述精度指标。

上面从模块化功能实体的角度分别介绍了本申请实施例中的创建装置，以下从硬件角度介绍一种计算机设备，如图3所示，其包括：处理器、存储器、输入输出单元(也可以是收发器，图3中未标识出)以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。例如，该计算机程序可以为图1所对应的实施例中基于双天线的方向角校正的方法对应的程序。例如，当计算机设备实现如图2所示的基于双天线的方向角校正的装置20的功能时，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述图2所对应的实施例中由基于双天线的方向角校正的装置20执行的基于双天线的方向角校正的方法中的各步骤。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述图2所对应的实施例的基于双天线的方向角校正的装置20中各模块的功能。又例如，该计算机程序可以为图1所对应的实施例中基于双天线的方向角校正的方法对应的程序。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述计算机装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

所述输入输出单元也可以用接收器和发送器代替，可以为相同或者不同的物理实体。为相同的物理实体时，可以统称为输入输出单元。该输入输出可以为收发器。

所述存储器可以集成在所述处理器中，也可以与所述处理器分开设置。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，这些均属于本申请的保护之内。