天线姿态测试仪 基于单天线gps的伪姿态测量算法研究_刘瑞华

《天线姿态测试仪 基于单天线gps的伪姿态测量算法研究_刘瑞华》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、天线姿态测试仪基于单天线GPS的伪姿态测量算法研究_刘瑞华导读：就爱阅读网友为您分享以下“基于单天线GPS的伪姿态测量算法研究_刘瑞华”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!第27卷第6期2009年12月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAVol.27No.6December2009基于单天线GPS的伪姿态测量算法研究9刘瑞华a，张鹏b，张磊a（中国民航大学a.电子信息工程学院；b.航空自动化学院，天津300300）摘要：介绍了根据单天线GPS速度测量值测定

2、载体伪姿态的基本算法原理，建立了卡尔曼滤波方程，改进了伪航向角的计算和卡尔曼滤波模型，并进行了算法仿真。结果表明，在载体进行中高速飞行时，单天线测姿算法具有较高的精度，基本满足常规姿态测量要求。关键词：GPS；单天线；伪姿态；卡尔曼滤波；算法仿真中图分类号：V249.32文献标识码：A文章编号：1674－5590（2009）06－0025－049AlgorithmofPseudo-AttitudeDeterminationBasedonSingleAntennaGPSLIURui-huaa，ZHANGPengb，ZHANGLeia（a

3、.CollegeofElectronicsInformationEngineering，CAUC，Tianjin300300，China；b.CollegeofAeronauticalAutomation，CAUC，Tianjin300300，China）Abstract：Thebasicprincipleofdeterminingpseudo-attitudebasedonthevelocitymeasurementofsingleantennaGPSreceiverisintroduced,andtheKalmanfilterin

4、gequationisalsoestablished,andthecalculationofpseudo-headingangleandtheKalmanModelareimproved.Thenwecarryoutalgorithmsimulation.Theresultsshowthatwhenthecarrierisinthemediumandhighspeedflight,thispseudo-attitudealgorithmhasthehigheraccuracy,whichbasicallymeetstherequire

5、mentsformeasuringconventionalattitude.9Keywords：GPS；singleantenna；pseudo-attitude；Kalmanfilter；algorithmsimulation随着航空航天事业的不断发展和对GPS研究的不断深入，传统多天线GPS载体姿态算法已进入了工程实用阶段。这种方法是利用各天线的GPS载波信号相位差来实时确定机体坐标系相对于当地地理坐标系的角位置，即载体姿态。然而多天线GPS测姿系统中存在整周模糊度实时计算、多天线安装、元器件成本等一系列理论和技术问题[1]。本文

6、给出的单天线GPS测姿算法，只需利用单个GPS的三维速度测量值即可求取载体伪姿态，能够有效克服以上不足之处。本文中所用到的坐标系定义如下：）：XN指向北向，YN指向地理坐标系（OXNYNZN东向，ZN与XN、YN符合右手法则。9机体坐标系（OXBYBZB）：原点位于飞机的质心，YB为纵轴指向飞机的头部方向，称为滚转轴；XB垂直于YB，指向飞机的右机翼方向，称为俯仰轴；ZB与XB、YB符合右手法则。稳定坐标系（OXSYSZS）：定义载体相对于当地地收稿日期：2009-03-06；修回日期：2009-06-20理坐标系的速度矢量为vg。Y

7、S沿vg方向；XS与YS垂直且指向飞机的右翼；ZS与XS、YS符合右手螺旋法则[2]。传统的姿态信息是由机体系相对于当地地理坐标）、俯仰角（θ）、横滚系的欧拉角来描述的，即航向角（Ψ9角（准）。本文把利用单天线GPS确定的姿态称为伪姿态，它是由稳定坐标系相对于地理坐标系的欧拉角来描述的。飞机速度矢量vg在水平面中的投影与YN轴之间的夹角称为伪航向角（ΨS），在协飞行状态下（即侧滑角β=0时），伪航向角与航向角相等；飞机速度矢量在水平面中的投影与速度矢量方向的夹角称为伪俯仰角（θS），当攻角为0时，伪俯仰角与俯仰角相等；XS轴绕YS轴转

8、动的角度定义为伪横滚角（准S），伪横滚角与横滚角的差别极小。由于伪姿态反映的是关于速度矢量轴线的姿态信息，因而更具有反映姿态的实际应用价值。传统姿态与伪姿态之间的关系可以描述为：ΨS=Ψt+β；θS=θt+γ；其中β为侧