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龙图腾网获悉湘潭大学申请的专利一种基于流形优化的无人机定位方法和系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120721101B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511180773.7，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权一种基于流形优化的无人机定位方法和系统是由盛孟刚;姚志强;陈思思;赵宏;秦令剑;彭拯设计研发完成，并于2025-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于流形优化的无人机定位方法和系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于流形优化的无人机定位方法和系统，定位方法为：基于无人机搭载的摄影机投影中心、第i个控制点坐标及其对应的像点坐标三者共线的原理，建立基于流形优化的位姿解算模型，无人机搭载的摄影机拍摄图片，无人机搭载的工控机自动在图片中选取多个控制点，并将控制点的坐标信息代入所述解算模型中，通过解算模型的解算获得无人机拍摄图片时的位置和姿态，所述解算模型包括两个内容：旋转矩阵的确认方法和空间位置的确认方法，采用交替极小化方式确认旋转矩阵和空间位置两个参数，直至满足设定的终止准则，得到的旋转矩阵和空间位置即分别为无人机的姿态和位置。本发明提高了定位的精度与鲁棒性，具有较强的工程适用性。

本发明授权一种基于流形优化的无人机定位方法和系统在权利要求书中公布了：1.一种基于流形优化的无人机定位方法，其特征在于，基于无人机搭载的摄影机投影中心、第个控制点坐标及其对应的像点坐标三者共线的原理，建立基于流形优化的位姿解算模型，无人机搭载的摄影机拍摄图片，无人机搭载的工控机自动在图片中选取多个控制点，并将控制点的坐标信息代入所述解算模型中，通过解算模型的解算获得无人机拍摄图片时的位置和姿态，所述解算模型包括两个内容：旋转矩阵的确认方法和空间位置的确认方法，采用交替极小化方式确认旋转矩阵和空间位置两个参数，直至满足设定的终止准则，得到的旋转矩阵和空间位置即分别为无人机的姿态和位置； 由于无人机的倾斜摄影，像空间坐标系和控制点坐标系是不平行的，借助像空间辅助坐标系让像点坐标和摄影中心坐标、控制点坐标在一条直线上； 根据地面控制点和对应的像点以及摄影机投影中心三者共线的空间几何关系，像空间坐标系与像空间辅助坐标系之间的旋转关系，考虑到地面起伏波动，每一个像点坐标和控制点坐标对应的比例尺不是固定的，建立基于最小二乘的外方位元素解算模型，该解算模型的目标函数包含两个待优化变量：空间位置与旋转矩阵，所述空间位置表示摄影机投影中心在地面坐标系中的三维坐标，所述旋转矩阵表示像空间坐标系与辅助坐标系之间的三维旋转关系，通过对空间位置与旋转矩阵进行交替求解，实现对位姿的高精度估计，所述解算模型为： ； ； 其中，表示旋转矩阵，表示摄影机的投影中心在地面坐标系中的三维坐标，T表示矩阵的转置，表示第个视觉基站在物方空间坐标系中的坐标，表示其像点坐标，，为相机的焦距，表示第次循环摄影机的投影中心在地面坐标系中的坐标估计值，s.t.表示对最小化带求解位姿函数的约束，表示3×3的单位矩阵； 所述旋转矩阵确认方法为：设计基于流形优化的旋转矩阵直接求解的黎曼共轭梯度算法，所述旋转矩阵表示像空间坐标系与像空间辅助坐标系间存在的旋转关系的矩阵，根据凯莱变换、流形优化中收缩映射和向量传输映射的性质得到旋转矩阵的估计值，通过欧式空间的梯度计算流形空间的黎曼梯度，结合共轭参数和向量迁移算子确定搜索方向，通过线搜索准则找到一个合适的步长，利用收缩算子映射到流形上，得到新的迭代点，判断流形上的梯度是否小于设定的阈值，是则进行下一步，否则继续迭代求解旋转矩阵，直到满足梯度判断条件。

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