[發明專利]一種雙差GPS/SINS組合導航姿態測量方法

無效

• 申請號: 201310375492.8
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103454665A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李倩;劉新源;奔粵陽;高偉;于飛;楊嬌龍;楊祥龍;鮑桂清;謝松霖;李敬春
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S19/53
• 分類號: G01S19/53
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及的是一種姿態測量方法，具體地說是一種由捷聯SINS提供濾波器的狀態方程，GPS的星際、歷元雙差得到的濾波器的觀測方程，利用擴展卡爾曼濾波器進行濾波實時地估測出載體失準角，然后進行實時地修止載體姿態的測量方法。

背景技術

GPS載波相位能夠被利用計算出非常精確的位置、速度信息，但在通常情況下都要首先計算出GPS雙差的整周模糊度，一般這部分需要很大的計算量；本發明是采用GPS的星際、歷元雙差在算法上經過歷元單差后消除了整周模糊度，因此本發明不需要進行整周模糊度的求解，并且GPS的星際、歷元雙差只需要一個GPS接收機就能夠完成信號的接收任務；捷聯慣導系統(SINS)具有獨立自主工作的優點，但其導航誤差隨時間積累。若要提供導航過程中載休的姿態，上述單一的導航系統由于自身存在的不足--GPS載波相位不能夠提供載體的姿態而SINS雖能夠提供載體的姿態但其誤差隨時間積累，無法提供高精度的載體姿態的要求。囚此本發明是將上述的兩種導航系統組合起來使用，提供高精度的載體姿態。

在利用GPS載波相位/SINS組合進行確定姿態的研究，目前已有的文章，如武漢大學的博士論文《差分GPS/SINS組合定位定姿及其在MMS中的應用》和南京航空航天大學的碩士論文《GPS多基線姿態系統研究與實現》分別采用了雙天線GPS差分和GPS的站際、星際雙差進行姿態確定的研究，但是都是要首先解算出整周模糊度后才能進行姿態的確定，這就增加了姿態確定的計算量。國防科學技術大學的博士論文《載波相位時間差分/捷聯慣導組合導航方法研究》采用了GPS的星際、歷元雙差進行姿態確定，消除了整周模糊度計算，但是利用載波相位時間差分作為觀測方程，其模型比較復雜，并且沒有充分利用GPS接收機接收到的載波相位的信息。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙差GPS/SINS組合導航姿態測量方法。

本發明的目的是這樣實現的：

步驟1、通過對捷聯慣導系統進行初始對準，得到載體坐標系b到導航坐標系n的初始姿態矩陣

Cbn(0)=C11C12C13C21C22C23C31C32C33]]>

其中，C_ij是姿態矩陣的元素，i，j=1，2，3。

步驟2、根據步驟1中的初始姿態矩陣計算出載體的初始姿態值

首先計算的主值公式為：

則載休的姿態值為：