一種載體姿態(tài)測(cè)量方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于姿態(tài)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種載體姿態(tài)測(cè)量方法及載體 姿態(tài)測(cè)量設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 姿態(tài)測(cè)量是航空、航天、航海以及陸地導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系 統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystem，簡(jiǎn)稱為BDS，早期也稱作COMPASS)是我國(guó)自行 研制發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是繼美國(guó)（GPS)、俄國(guó)（GLONASS)之后第 三個(gè)已經(jīng)投入運(yùn)行的成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0003] 隨著北斗二代導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的快速發(fā)展，利用北斗衛(wèi)星組成姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量 載體的姿態(tài)迅速成為一個(gè)重要的研究方向。
[0004]目前使用的姿態(tài)測(cè)量方法主要是組建雙差觀測(cè)方程，使用LAMBDA方法解算模糊 度，從而求解基線向量，進(jìn)而獲得載體姿態(tài)，但是使用LAMBDA方法解算模糊度，模糊度解算 成功率較低，從而影響了載體姿態(tài)的獲得，不利于姿態(tài)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種載體姿態(tài)測(cè)量方法，提高了模糊度解算成功率。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種載體姿態(tài)測(cè)量方法，包括下述步驟：
[0008] (1)獲得當(dāng)前歷元下多個(gè)觀測(cè)衛(wèi)星的觀測(cè)值；
[0009] (2)利用偽距差分技術(shù)對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行粗差檢查；
[0010] 如果沒通過檢查，退出當(dāng)前歷元，將下一歷元設(shè)為當(dāng)前歷元，返回（1);
[0011] 如果通過檢查，進(jìn)入（3);
[0012] (3)建立基線約束定向的觀測(cè)模型和站星雙差隨機(jī)模型；
[0013] (4)利用最小二乘法求解基線約束定向的觀測(cè)模型和站星雙差隨機(jī)模型的模糊度 浮點(diǎn)解及其協(xié)因數(shù)陣；
[0014] (5)使用LAMBDA方法進(jìn)行模糊度搜索，獲得多組模糊度備選值；
[0015](6)對(duì)每一組模糊度備選值進(jìn)行二次約束；
[0016](7)對(duì)所有通過二次約束的模糊度備選值使用累積中誤差算法，獲得正確的模糊 度；
[0017] (8)使用正確的模糊度解算基線向量；
[0018](9)通過基線向量獲得載體姿態(tài)。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟（2)具體包括下述步驟：
[0020] (21)建立站間偽距單差模型；
[0021] (22)利用最小二乘法求解中誤差，并判斷中誤差是否大于閾值；
[0022] 如果中誤差大于閾值，說明存在粗差，進(jìn)入（23);
[0023] 如果中誤差不大于閾值，說明不存在粗差，進(jìn)入（24);
[0024] (23)判斷當(dāng)前歷元的有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量是否大于1 ;
[0025] 如果大于1，求解觀測(cè)衛(wèi)星的殘差，找出殘差最大的觀測(cè)衛(wèi)星，將殘差最大的觀測(cè) 衛(wèi)星設(shè)為當(dāng)前歷元的無(wú)效觀測(cè)衛(wèi)星，并丟棄該觀測(cè)衛(wèi)星的觀測(cè)值，返回（22);
[0026] 如果不大于1，進(jìn)入（25);
[0027] (24)判斷當(dāng)前歷元的有效觀測(cè)衛(wèi)星的數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)衛(wèi)星數(shù)；
[0028] 如果小于，進(jìn)入（25);
[0029] 如果不小于，進(jìn)入（26);
[0030] (25)失敗，說明沒通過檢查，退出；
[0031] (26)成功，說明通過檢查，退出。
[0032] 又進(jìn)一步的，所述建立基線約束定向的觀測(cè)模型包括下述步驟：
[0033] (31)建立載波相位站星雙差觀測(cè)方程；
[0034] (32)建立偽距雙差觀測(cè)方程；
[0035] (33)建立基線約束虛擬觀測(cè)方程；
[0036] (34)綜合上述三個(gè)觀測(cè)方程，獲得基線約束定向的觀測(cè)模型。
[0037] 更進(jìn)一步的，在所述步驟（4)之前還運(yùn)行模糊度橋接步驟，如果橋接成功，則直接 進(jìn)入步驟（8)，如果橋接失敗，則進(jìn)入步驟（4)。
[0038] 優(yōu)選的，所述模糊度橋接具體包括下述步驟：
[0039] (al)判斷是否成功獲取歷史歷元的正確模糊度；
[0040] 如果沒有成功獲取，橋接失敗，退出；
[0041] 如果成功獲取，進(jìn)入（a2);
[0042] (a2)判斷參考衛(wèi)星是否發(fā)生變化；
[0043] 如果發(fā)生變化，進(jìn)入（a3);
[0044] 如果沒發(fā)生變化，進(jìn)入（a4);
[0045] (a3)將獲取的模糊度按照當(dāng)前歷元的參考衛(wèi)星進(jìn)行參數(shù)變換；
[0046] (a4)獲取共視衛(wèi)星；
[0047] (a5)判斷共視衛(wèi)星的數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)衛(wèi)星數(shù)；
[0048] 如果小于，橋接失敗，退出；
[0049] 如果不小于，進(jìn)入（a6);
[0050] (a6)判斷當(dāng)前歷元與獲取的模糊度對(duì)應(yīng)的歷元是否有相同的共視衛(wèi)星；
[0051] 如果沒有，橋接失敗，退出；
[0052] 如果有，進(jìn)入（a7);
[0053] (a7)判斷當(dāng)前歷元與獲取的模糊度對(duì)應(yīng)的歷元是否有不相同的共視衛(wèi)星；
[0054] 如果有，計(jì)算出新的共視衛(wèi)星的模糊度，然后輸出當(dāng)前歷元的正確模糊度，橋接成 功，退出；
[0055] 如果沒有，輸出當(dāng)前歷元的正確模糊度，橋接成功，退出。
[0056] 進(jìn)一步的，在使用LAMBDA方法進(jìn)行模糊度搜索中，通過擴(kuò)大搜索體積和備選值數(shù) 量的方法，獲得多組模糊度備選值。
[0057] 又進(jìn)一步的，所述對(duì)每一組模糊度備選值進(jìn)行二次約束是指對(duì)每一組模糊度備選 值進(jìn)行基線長(zhǎng)度約束、姿態(tài)約束和中誤差約束。
[0058] 再進(jìn)一步的，對(duì)所有通過二次約束的模糊度備選值使用累積中誤差算法獲得正確 的模糊度是指對(duì)所有通過二次約束的模糊度備選值按照累積中誤差進(jìn)行排序，找出累積中 誤差最小的模糊度備選值，獲得該模糊度備選值的累積成功次數(shù)，如果該累積成功次數(shù)大 于設(shè)定次數(shù)，則該模糊度備選值為正確的模糊度備選值。
[0059] 優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)衛(wèi)星數(shù)為5。
[0060] 本發(fā)明還提出了一種載體姿態(tài)測(cè)量設(shè)備，包括數(shù)字信號(hào)處理器、兩個(gè)北斗B1天 線、兩個(gè)北斗B1單頻接收機(jī)，第一北斗B1天線安裝在載體一端，第二北斗B1天線安裝在載 體另一端；第一北斗B1單頻接收機(jī)接收所述第一北斗B1天線發(fā)送的數(shù)據(jù)，并傳輸至所述數(shù) 字信號(hào)處理器；第二北斗B1單頻接收機(jī)接收所述第二北斗B1天線發(fā)送的數(shù)據(jù)，并傳輸至所 述數(shù)字信號(hào)處理器；所述數(shù)字信號(hào)處理器運(yùn)行權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的載體姿態(tài)測(cè) 量方法，輸出載體姿態(tài)。
[0061]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本發(fā)明的載體姿態(tài)測(cè)量方法，通過 采用LAMBDA、二次約束以及累積中誤差算法，提高了模糊度解算成功率，進(jìn)而提高了獲得載 體姿態(tài)的成功率，促進(jìn)了姿態(tài)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展；本發(fā)明的載體姿態(tài)測(cè)量設(shè)備實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng) 態(tài)高精度定向，且成本低、集成度高。
[0062]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清 楚。
【附圖說明】
[0063]圖1是本發(fā)明提出的載體姿態(tài)測(cè)量方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0064]圖2是本發(fā)明提出的載體姿態(tài)測(cè)量方法的又一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0065] 圖3是圖2中利用偽距單差技術(shù)對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行粗差檢查的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0066]圖4是圖2中模糊度橋接的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0067]圖5是本發(fā)明提出的載體姿態(tài)測(cè)量方法的再一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0068] 圖6是本發(fā)明提出的載體姿態(tài)測(cè)量設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0069] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例， 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0070] 在被測(cè)載體的兩端安裝有第一天線和第二天線，第一天線接收的數(shù)據(jù)傳輸給第一 接收機(jī)，第二天線接收的數(shù)據(jù)傳輸給第二接收機(jī)，第一接收機(jī)和第二接收機(jī)將接收到的數(shù) 據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出載體的姿態(tài)。第一天線和第一接收 機(jī)組成第一測(cè)站（測(cè)站1)，第二天線和第二接收機(jī)組成第二測(cè)站（測(cè)站2)。
[0071] 實(shí)施例一、參見圖1所示，本實(shí)施例的載體姿態(tài)測(cè)量方法包括下述步驟：
[0072] 步驟101:流程開始。
[0073] 步驟102 :獲得當(dāng)前歷元下多個(gè)觀測(cè)衛(wèi)星的觀測(cè)值。
[0074] 第一測(cè)站和第二測(cè)站分別獲得當(dāng)前歷元下多個(gè)觀測(cè)衛(wèi)星的載波相位、偽距、多普 勒、星歷數(shù)據(jù)等觀測(cè)值。
[0075] 步驟103:利用偽距單差技術(shù)對(duì)觀測(cè)