[發(fā)明專利]基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號短基線定姿的安裝偏差標(biāo)定與修正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911235245.1
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN111025333B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳德明;馬麗;張墨;王婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63620部隊(duì)
• 主分類號: G01S19/07
• 分類號: G01S19/07;G01S19/23
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 王曉娜

本發(fā)明屬于導(dǎo)航測量技術(shù)領(lǐng)域與衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號短基線定姿的安裝偏差標(biāo)定與修正方法。首先，根據(jù)測量短基線的方向安裝偏差(δA,δE)，計算其實(shí)際安裝方向；其次，建立基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號的測量短基線方向矢量估值模型；接著，建立測量短基線安裝偏差(δA,δE,δD)的估值模型；然后，標(biāo)定測量短基線的安裝偏差估值；最后，對測量短基線的安裝偏差進(jìn)行修正。本發(fā)明對測量短基線的安裝方向和測量短基線的安裝長度沒有太高的安裝精度要求，安裝好了之后，就可以利用本發(fā)明的方法對測量短基線的安裝偏差進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，并直接利用標(biāo)定結(jié)果精確修正目標(biāo)定姿測量數(shù)據(jù)。解決了目前沒有基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號短基線定姿的安裝偏差標(biāo)定與修正方法的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)航測量技術(shù)領(lǐng)域與衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號短基線定姿的安裝偏差標(biāo)定與修正方法。

背景技術(shù)

目前，實(shí)際應(yīng)用的基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號的目標(biāo)姿態(tài)測量方法都要求米級、甚至十米級以上長度的測量基線，使得目前衛(wèi)星導(dǎo)航信息定姿應(yīng)用都集中在大型目標(biāo)上，而小型與微型目標(biāo)無法進(jìn)行目標(biāo)姿態(tài)測量。為了使基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號的目標(biāo)姿態(tài)測量方法也能夠應(yīng)用于微小目標(biāo)之中，首先需要解決短基線安裝偏差標(biāo)定與修正問題。而對于小于導(dǎo)航衛(wèi)星下行載波信號最短波長一半的短基線來說，測量基線安裝偏差對定姿精度的影響相對較大，在微小尺寸上要求高精度控制與高精度標(biāo)定測量基線的方向與長度都需要較高的工藝水平，成本消耗也較大。為了有效控制導(dǎo)航衛(wèi)星信號短基線定姿產(chǎn)品制造裝配的工藝技術(shù)要求，有效控制制造成本，迫切需要一種全新的測量短基線安裝偏差標(biāo)定與修正方法。該方法不僅可以對測量短基線的方向與長度進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，而且可以直接利用標(biāo)定結(jié)果精確修正目標(biāo)定姿測量數(shù)據(jù)，同時特別要求這種標(biāo)定與修正方法的實(shí)施過程簡單、技術(shù)要求不高、消耗成本較低。基于此，我們研究了這種利用導(dǎo)航衛(wèi)星信號直接進(jìn)行短基線安裝偏差標(biāo)定與修正的方法，該方法不僅滿足上述多方面的要求，而且還大大降低了基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號短基線定姿產(chǎn)品的制造工藝技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號短基線定姿的安裝偏差標(biāo)定與修正方法，該方法不僅可對長度小于衛(wèi)星下行載波信號半個波長之內(nèi)的測量短基線的安裝方向與長度進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，而且可以直接利用標(biāo)定結(jié)果精確修正目標(biāo)定姿測量數(shù)據(jù)，保證了高精度的目標(biāo)姿態(tài)測量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號短基線定姿的安裝偏差標(biāo)定與修正方法，包括如下步驟：

步驟一：根據(jù)測量短基線在當(dāng)?shù)乇碧鞏|坐標(biāo)系中的實(shí)際安裝方向與要求安裝方向的偏差(δA,δE)，計算測量短基線在地心坐標(biāo)系中的實(shí)際安裝方向

步驟二：建立基于導(dǎo)航衛(wèi)星信號的測量短基線方向矢量估值模型；

在地心坐標(biāo)系中，建立測量短基線方向矢量的估值模型為：

式中，δθ_ij為導(dǎo)航電波到達(dá)兩個接收機(jī)的電波相位差，且ε_ij為對應(yīng)相位差的測量誤差，

步驟三：建立測量短基線安裝偏差(δA,δE,δD)的估值模型；

建立采樣時刻k(k＝1,2,…,N_k)的測量短基線安裝偏差的估值模型如下：

式中，和分別表示和在第k個采樣時刻的取值。

步驟四：利用最小二乘法求解步驟三中建立的安裝偏差估值模型，得到測量短基線的安裝偏差估值

步驟五：對測量短基線的安裝偏差進(jìn)行修正。

進(jìn)一步的，所述步驟一中，計算測量短基線在地心坐標(biāo)系中的實(shí)際安裝方向公式如下：