[发明专利]一种姿态测量方法和姿态测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别是涉及一种姿态测量方法和姿态测量系统。

背景技术

姿态测量是确定测量载体、测量仪器或测量有效载荷的轴系在惯性空间中指向的过程。目前常用的姿态测量方法有两种，一种是双天线全球定位系统(GPS，Global Positioning System)姿态测量，可以测量天线基线的方位和俯仰的姿态信息，而且方位角和俯仰角的测量精度高，误差不随时间的增加而增大。另一种是微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical Systems)惯性姿态测量，不受外部环境的影响，短时间内稳定性比较高。

但是上述两种姿态测量的方法都存在较大的缺点，双天线GPS姿态测量受当地环境影响较大，遇到有遮挡物或信号受到干扰的时候，可能出现一段时间内无法输出姿态测量信息的现象。MEMS惯性姿态测量的误差会随着时间的增加而增大。

目前筒状部件的姿态测量一般采用地磁传感器与MEMS相结合的方法，这种方法由于利用地磁的方式来进行方位测量，因此受周围地磁环境的影响较大，在多种场合下，都有较大的测量误差。

发明内容

本发明提供一种姿态测量方法和姿态测量系统，在保证姿态测量的稳定性的同时减少误差。

为了解决上述问题，本发明公开了一种姿态测量方法，包括：

采用双天线全球定位系统GPS测量筒状部件的第一姿态信息；

采用微机电系统MEMS测量筒状部件的第二姿态信息；

将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合得到筒状部件的全姿态信息并输出。

可选地，采用MEMS测量筒状部件的第二姿态信息之前，还包括：

将所述第一姿态信息赋给MEMS作为姿态测量的初始值。

可选地，所述第一姿态信息包括：方位角和俯仰角；

所述第二姿态信息包括：方位角、俯仰角和横滚角；

所述全姿态信息包括：方位角、俯仰角和横滚角。

可选地，所述将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合包括：

判断第一姿态信息是否有效；

当第一姿态信息有效时，将所述第一姿态信息中的方位角和俯仰角作为所述全姿态信息的方位角和俯仰角，将所述第二姿态信息中的横滚角作为所述全姿态信息的横滚角；

当第一姿态信息无效时，将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角。

可选地，所述将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角之前，还包括：

判断所述筒状部件是否满足静态条件；

当所述筒状部件满足静态条件时，采用加速度计解算筒状部件的俯仰角和横滚角得到第三姿态信息，并将所述第三姿态信息中的俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的俯仰角和横滚角，将所述第二姿态信息中的方位角作为所述全姿态信息的方位角；

当所述筒状部件不满足静态条件时，将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角。

本发明还公开了一种姿态测量系统，包括：

第一测姿模块，用于采用双天线全球定位系统GPS测量筒状部件的第一姿态信息；

第二测姿模块，用于采用微机电系统MEMS测量筒状部件的第二姿态信息；

数据融合模块，用于将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合得到筒状部件的全姿态信息并输出。

可选地，所述系统还包括：

赋值模块，用于将所述第一姿态信息赋给第二测姿模块作为姿态测量的初始值。

可选地，所述第一姿态信息包括：方位角和俯仰角；

所述第二姿态信息包括：方位角、俯仰角和横滚角；

所述全姿态信息包括：方位角、俯仰角和横滚角。

可选地，所述数据融合模块包括：

判断子模块，用于判断第一姿态信息是否有效；

第一融合子模块，用于当第一姿态信息有效时，将所述第一姿态信息中的方位角和俯仰角作为所述全姿态信息的方位角和俯仰角，将所述第二姿态信息中的横滚角作为所述全姿态信息的横滚角；

第二融合子模块，用于当第一姿态信息无效时，将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角。

可选地，所述第二融合子模块包括：