[發明專利]一種運載器射前姿態參數獲取方法

在審

• 申請號: 202210127682.7
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN115077516A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 蔡璨;韓明晶;劉群昌;李朝偉;孫秀耀;紀濤;夏龍;姜濤;趙爽;段淑婧
• 申請（專利權）人: 航天科工火箭技術有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/24;H04W64/00
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務所(普通合伙) 42235
• 代理人: 李恭渝

1.一種運載器射前姿態參數獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、以發射陣地中心為原點，建立大地坐標系O；

S2、在發射陣地周圍布置超寬帶傳感器基站，在大地坐標系下對超寬帶傳感器基站進行精確定位；

S3、建立運載器坐標系V，將至少四個傳感器標簽不共面地安裝在運載器上，以運載器坐標系V為基準，定位每一個傳感器標簽的位置，得到運載器坐標系下傳感器標簽坐標；

S4、當運載器進入發射陣地內，啟動傳感器標簽和超寬帶傳感器基站，對傳感器標簽進行定位，得到多組在大地坐標系下的定位數據P_Oix，i表示傳感器標簽序號，x表示檢測到該標簽的超寬帶傳感器基站序號；

S5、根據傳感器標簽定位信息計算大地坐標系O和運載器坐標系V的變換矩陣，實現瞄準計算。

2.根據權利要求1所述的一種運載器射前姿態參數獲取方法，其特征在于，所述步驟S1中，大地坐標系是以發射陣地中心為原點，OX軸正方向指向正東方，OY軸正方向指向北方，OZ軸正方向按右手定則指向天。

3.根據權利要求1所述的一種運載器射前姿態參數獲取方法，其特征在于，所述步驟S2中，在據發射陣地中心約70-100m距離上布置至少四個超寬帶傳感器基站。

4.根據權利要求1所述的一種運載器射前姿態參數獲取方法，其特征在于，所述步驟S2中，對超寬帶傳感器基站進行精確定位的方法為：通過大地測量方法，分別得到每一個超寬帶傳感器基站在大地坐標系O下的坐標P_Ox，并將大地坐標系數據存入至超寬帶傳感器基站內。

5.根據權利要求1所述的一種運載器射前姿態參數獲取方法，其特征在于，所述步驟S3中，運載器坐標系與運載器所搭載慣組設備的慣組坐標系重合。

6.根據權利要求1所述的一種運載器射前姿態參數獲取方法，其特征在于，所述步驟S3中，在運載器表面分2層布置6個傳感器標簽。

7.根據權利要求1所述的一種運載器射前姿態參數獲取方法，其特征在于，所述步驟S5中，通過濾波算法，將同一標簽在多個超寬帶傳感器基站下的定位數據轉換成一個坐標數據P_Oi；

根據空間內任意兩坐標系間的轉換關系，有坐標變換公式：

式中，是旋轉矩陣，代表大地坐標系O與運載器坐標系V之間的旋轉關系；是平移矩陣，代表兩坐標系之間的平移關系，兩矩陣形式分別如下：

其中矩陣旋轉方式是按照大地坐標系O坐標系的OZ，OX，OY軸依次旋轉α，β，γ角度，則單次旋轉矩陣R_X，R_Y，R_Z有：

與單次旋轉矩陣R_X，R_Y，R_Z的關系如下：

反解，得出

α＝asin(m₃₂)

β＝atan2(-m₃₁，m₃₃)

γ＝atan2(-m₁₂，m₂₂)

α，β，γ即為大地坐標0系依次繞OZ，OX，OY軸旋轉的角度，經過旋轉后與運載器坐標系重合；

將兩個坐標系下的傳感器標簽坐標代入上式求得旋轉矩陣即可得到運載器坐標系與大地坐標系之間的旋轉關系，即初始方位角和垂直度信息，而平移矩陣則表示運載器發射點與發射陣地中心原點的位置偏差。