[发明专利]一种基于被动地理定位技术的侦测一体倾斜航测吊舱

权利要求书

1.一种基于被动地理定位技术的侦测一体倾斜航测吊舱，其特征在于，包括竖直转动框架、横向转动框架、竖直转动轴、横向转动轴组、第一力矩电机、第二力矩电机、倾斜拍摄相机、控制组件以及一用于与飞行器进行固定的安装部；

安装部的下端上具有竖直轴孔，竖直转动轴的上部转动连接于竖直轴孔内，下部固定有竖直转动框架，竖直转动框架为倒U型，倒U型的两U型边上相对设置有第一横向轴孔与第二横向轴孔，横向转动轴组包括第一横向转动轴和第二横向转动轴，第一横向转动轴的一端转动连接于第一横向转动轴内，第二横向转动轴的一端转动连接于第二横向转动轴内，第一横向转动轴的另一端与第二横向转动轴的另一端之间固定连接所述横向转动框架；倾斜拍摄相机固定于横向转动框架上；

第一力矩电机连接竖直转动轴，第二力矩电机连接横向转动轴组，以分别用于驱动竖直转动框架沿着竖直方向转动，驱动横向转动框架在水平方向转动；控制组件分别电性连接第一力矩电机以及第二力矩电机以分别控制它们的工作状态。

2.根据权利要求1所述的基于被动地理定位技术的侦测一体倾斜航测吊舱，其特征在于，还包括POS定位组件，POS定位组件固定安装在横向转动框架上，并电性连接所述控制组件，以将采集的航向、航姿、位置以及速度信息传输控制组件。

3.根据权利要求1所述的基于被动地理定位技术的侦测一体倾斜航测吊舱，其特征在于，还包括两组反馈组件，以分别对应竖直转动框架以及横向转动框架；每组反馈组件包括IMU、方位码盘、测角板，第一组反馈组件的IMU、方位码盘安装在竖直转动轴上，第二组反馈组件的IMU、方位码盘安装在横向转轴上；IMU用于测量框架的角速度信息，方位码盘测得数据经由对应的测角板处理后得出框架的方位；所述控制组件还用于根据两组反馈组件的反馈数据来控制第一力矩电机以及第二力矩电机，来对框架进行定位，驱动框架进行运动，并抑制外部扰动。

4.根据权利要求3所述的基于被动地理定位技术的侦测一体倾斜航测吊舱，其特征在于，还包括GPS，GPS固定安装在横向转动框架上，并电性连接所述控制组件，以将采集的位置信息传输控制组件；

控制组件采用补偿杆臂值的GPS位置作为观测量，根据下述位置误差测量方程进行误差补偿：

式中，为惯性测量单元的观测值，由惯性测量单元的真值和误差组成，为卫星接收观测值，由惯性测量单元的真值杆臂效应补偿量以及平台陀螺漂移引起的位置偏移ω_P组成，上标n表示导航坐标系，下标b表示载体坐标系，表示GPS在载体坐标系相对导航坐标系的姿态旋转矩阵。

5.根据权利要求4所述的基于被动地理定位技术的侦测一体倾斜航测吊舱，其特征在于，所述误差测量方程所对应的位置量测矩阵为：

其中，R_M、R_n分别为地球长、短半轴，L为当前时刻纬度，h为航高，l为杆臂值。

6.根据权利要求2所述的基于被动地理定位技术的侦测一体倾斜航测吊舱，其特征在于，所述控制组件采用空三方法计算出每张像片的外方位元素，计算时根据下述两个方程对计算结果进行校正：

其中，ω、κ分别表示航向倾角、旁向倾角像片旋角，X_IMU、Y_IMU、Z_IMU以及V_XIMU、V_YIMU、V_ZIMU为IMU中心在地面坐标系中物方空间坐标及改正数；以及ν_roll,j、ν_pitch,j、ν_yaw,j分别为载体坐标系与地面坐标系间旋转矩阵元素及改正数；为相机坐标系与地面坐标系间的旋转矩阵；D为到(roll,pitch,yaw)转换的旋转矩阵；T为从旋转矩阵中提取单个角度的变换；为IMU到航摄仪间的偏心分量；d_roll、d_pitch、d_yaw为偏心角；为从相机坐标系到载体坐标系偏心角转换旋转矩阵。