[發(fā)明專利]一種基于分布式POS的機(jī)載雙天線InSAR基線計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610344264.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN106054185B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉剛;盧兆興;宮曉琳;房建成;李建利;曹全;張帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司11251
• 代理人: 成金玉,盧紀(jì)

1.一種基于分布式POS的機(jī)載雙天線InSAR基線計(jì)算方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)利用激光全站儀，通過測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)的方式獲得主IMU坐標(biāo)系下兩個(gè)SAR天線等效安裝點(diǎn)坐標(biāo)、主IMU坐標(biāo)系下左右兩個(gè)子IMU測(cè)量中心坐標(biāo)以及兩個(gè)SAR天線相位中心坐標(biāo)，主IMU坐標(biāo)系下左右兩個(gè)子IMU分別記為子IMU1和子IMU2；利用分布式POS初始對(duì)準(zhǔn)，計(jì)算t₀時(shí)刻子IMU1與主IMU之間的相對(duì)航向角俯仰角和橫滾角以及子IMU2與主IMU之間的相對(duì)航向角俯仰角和橫滾角計(jì)算主IMU坐標(biāo)系下兩個(gè)子IMU與對(duì)應(yīng)SAR天線等效安裝點(diǎn)之間的旋轉(zhuǎn)桿臂和兩個(gè)SAR天線等效安裝點(diǎn)之間固定桿臂以及子IMU坐標(biāo)系下兩個(gè)子IMU與對(duì)應(yīng)SAR天線之間的桿臂和

(2)利用步驟(1)得到的t₀時(shí)刻兩個(gè)子IMU與主IMU之間的相對(duì)姿態(tài)角，以及t_k時(shí)刻主POS和兩個(gè)子IMU輸出的姿態(tài)角，計(jì)算t_k時(shí)刻子IMU1與主IMU之間的相對(duì)航向角變化量俯仰角變化量和橫滾角變化量以及子IMU2與主IMU之間的相對(duì)航向角變化量俯仰角變化量和橫滾角變化量

(3)利用步驟(1)得到的旋轉(zhuǎn)桿臂和以及步驟(2)得到的相對(duì)姿態(tài)角變化量和以及和計(jì)算t_k時(shí)刻兩個(gè)子IMU測(cè)量中心在主IMU坐標(biāo)系下的相對(duì)位置變化矢量和

(4)利用步驟(1)計(jì)算得到的旋轉(zhuǎn)桿臂和兩個(gè)SAR天線等效安裝點(diǎn)之間的固定桿臂兩個(gè)子IMU坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)子IMU與對(duì)應(yīng)SAR天線之間的桿臂和步驟(3)得到的兩個(gè)子IMU測(cè)量中心在主IMU坐標(biāo)系下的相對(duì)位置變化矢量和以及t_k時(shí)刻主IMU輸出的姿態(tài)矩陣，計(jì)算t_k時(shí)刻地理坐標(biāo)系下InSAR的基線

(5)重復(fù)步驟(2)至步驟(4)，直至分布式POS數(shù)據(jù)處理結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式POS的機(jī)載雙天線InSAR基線計(jì)算方法，其特征在于步驟(1)具體實(shí)現(xiàn)為：

(1)子MU1和子IMU2分別對(duì)應(yīng)著1#SAR天線和2#SAR天線，SAR天線的等效安裝點(diǎn)為連接桿與飛機(jī)機(jī)體安裝部位的幾何中心點(diǎn)，初始標(biāo)校通過激光全站儀測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)的方式完成；通過標(biāo)校獲得主IMU坐標(biāo)系下1#SAR天線等效安裝點(diǎn)P₁坐標(biāo)2#SAR天線等效安裝點(diǎn)P₂坐標(biāo)獲得主IMU坐標(biāo)系下子IMU1測(cè)量中心O₁坐標(biāo)子IMU2測(cè)量中心O₂坐標(biāo)主IMU坐標(biāo)系下1#SAR天線相位中心S₁坐標(biāo)2#SAR天線相位中心S₂坐標(biāo)

(2)通過分布式POS初始對(duì)準(zhǔn)，獲得t₀時(shí)刻主IMU的航向角ψ_M(t₀)、俯仰角θ_M(t₀)和橫滾角γ_M(t₀)，子IMU1的航向角ψ₁(t₀)、俯仰角θ₁(t₀)和橫滾角γ₁(t₀)，子IMU2的航向角ψ₂(t₀)、俯仰角θ₂(t₀)和橫滾角γ₂(t₀)，進(jìn)一步計(jì)算t₀時(shí)刻子IMU1與主IMU之間的方向余弦矩陣以及子IMU2與主IMU之間的方向余弦矩陣計(jì)算公式如下：

CbMb1(t0)=cosγM(t0)cosψM(t0)+sinγM(t0)sinθM(t0)sinψM(t0)cosθM(t0)sinψM(t0)-cosγM(t0)sinψM(t0)+sinγM(t0)sinθM(t0)cosψM(t0)cosθM(t0)cosψM(t0)-sinγM(t0)cosθM(t0)sinθM(t0)sinγM(t0)cosψM(t0)-cosγM(t0)sinθM(t0)sinψM(t0)-sinγM(t0)sinψM(t0)-cosγM(t0)sinθM(t0)cosψM(t0)cosγM(t0)cosθM(t0)·cosγ1(t0)cosψ1(t0)+sinγ1(t0)sinθ1(t0)sinψ1(t0)-cosγ1(t0)sinψ1(t0)+sinγ1(t0)sinθ1(t0)cosψ1(t0)cosθ1(t0)sinψ1(t0)cosθ1(t0)cosψ1(t0)sinγ1(t0)cosψ1(t0)-cosγ1(t0)sinθ1(t0)sinψ1(t0)-sinγ1(t0)sinψ1(t0)-cosγ1(t0)sinθ1(t0)cosψ1(t0)-sinγ1(t0)cosθ1(t0)sinθ1(t0)cosγ1(t0)cosθ1(t0).]]>

CbMb2(t0)=cosγM(t0)cosψM(t0)+sinγM(t0)sinθM(t0)sinψM(t0)cosθM(t0)sinψM(t0)-cosγM(t0)sinψM(t0)+sinγM(t0)sinθM(t0)cosψM(t0)cosθM(t0)cosψM(t0)-sinγM(t0)cosθM(t0)sinθM(t0)sinγM(t0)cosψM(t0)-cosγM(t0)sinθM(t0)sinψM(t0)-sinγM(t0)sinψM(t0)-cosγM(t0)sinθM(t0)cosψM(t0)cosγM(t0)cosθM(t0)·cosγ2(t0)cosψ2(t0)+sinγ2(t0)sinθ2(t0)sinψ2(t0)-cosγ2(t0)sinψ2(t0)+sinγ2(t0)sinθ2(t0)cosψ2(t0)cosθ2(t0)sinψ2(t0)cosθ2(t0)cosψ2(t0)sinγ2(t0)cosψ2(t0)-cosγ2(t0)sinθ2(t0)sinψ2(t0)-sinγ2(t0)sinψ2(t0)-cosγ2(t0)sinθ2(t0)cosψ2(t0)-sinγ2(t0)cosθ2(t0)sinθ2(t0)cosγ2(t0)cosθ2(t0)]]>

根據(jù)得到的方向余弦矩陣和即可計(jì)算得到t₀時(shí)刻子IMU1與主IMU之間的相對(duì)航向角俯仰角橫滾角子IMU2與主IMU之間的相對(duì)航向角俯仰角橫滾角

(3)計(jì)算主IMU坐標(biāo)系下，O₁點(diǎn)與P₁點(diǎn)之間旋轉(zhuǎn)桿臂的公式為：O₂點(diǎn)與P₂點(diǎn)之間旋轉(zhuǎn)桿臂的公式為：計(jì)算P₁點(diǎn)與P₂點(diǎn)之間固定桿臂的公式為：計(jì)算子IMU1坐標(biāo)系下，O₁點(diǎn)與S₁點(diǎn)之間桿臂的公式為：以及子IMU2坐標(biāo)系下，O₂點(diǎn)與S₂點(diǎn)之間桿臂的公式為：