[发明专利]基于地磁信息辅助GPS的高旋转载体的测姿方法及装置

权利要求书

1.一种基于地磁信息辅助GPS的高旋转载体的测姿方法，其特征在于，所述方法包括：

采样与计数电路采集地磁传感器实时输出的三轴模拟地磁信息并对三轴模拟地磁信息的采样点数进行累加，且将当前采集时刻作为姿态解算周期的起始时标T_n；

采样与计数电路将三轴模拟地磁信息转换为弹体坐标系下在x轴、y轴、z轴上的磁场数字分量Bx、By、Bz；

GPS接收机实时输出弹体的东向、北向与天向速度V_E、V_N、V_U和对应的时间信息；

姿态计算模块基于接收的弹体的东向、北向与天向速度V_E、V_N、V_U得到弹体的航向角φ和俯仰角θ；

插值递推模块将接收的GPS接收机输出的时间信息中距姿态解算周期的起始时标T_n最近的时刻作为GPS定位时标

插值递推模块获取GPS接收机在定位时标时弹体在大地直角坐标系下的位置信息和速度信息；

插值递推模块基于弹体在大地直角坐标系下的位置信息和速度信息获取弹体坐标系下在姿态解算周期的起始时标T_n时的经度L、纬度B和高度H；

世界地磁模型基于接收的姿态解算周期的起始时标T_n和弹体坐标系下在姿态解算周期的起始时标T_n时的经度L、纬度B和高度H获取导航坐标系下在x轴、y轴、z轴上的地磁分量N_x、N_y、N_z；

滚转角姿态解算模块基于接收的弹体坐标系下在x轴、y轴、z轴上的磁场数字分量Bx、By、Bz、航向角φ、俯仰角θ和导航坐标系下在x轴、y轴、z轴上的地磁分量N_x、N_y、N_z得到解算出的滚转角γ′，同时将当前解算完成时刻作为姿态解算周期的结束时标T_n+1；

转速计算模块基于过零点法获取弹体的转速M；

采样与计数电路获取多个姿态解算周期中每一个姿态解算周期的采样点数；

滚转角姿态推算模块基于接收的解算出的滚转角γ′、弹体的转速M和多个姿态解算周期中每一个姿态解算周期的采样点数获取实时的滚转角γ；

其中，多个姿态解算周期内转速相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下式得到弹体的航向角φ和俯仰角θ：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，插值递推模块基于弹体在大地直角坐标系下的位置信息和速度信息获取弹体坐标系下在姿态解算周期的起始时标T_n时的经度L、纬度B和高度H包括：

插值递推模块基于弹体在大地直角坐标系下x轴的位置信息和x轴的速度信息获取弹体在姿态解算周期的起始时标T_n时x轴的位置；

插值递推模块基于弹体在大地直角坐标系下y轴的位置信息和y轴的速度信息获取弹体在姿态解算周期的起始时标T_n时y轴的位置；

插值递推模块基于弹体在大地直角坐标系下z轴的位置信息和z轴的速度信息获取弹体在姿态解算周期的起始时标T_n时z轴的位置；

插值递推模块对弹体在姿态解算周期的起始时标T_n时x轴、y轴和z轴的位置进行坐标转换得到弹体坐标系下在姿态解算周期的起始时标T_n时的经度L、纬度B和高度H。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过下式获取弹体在姿态解算周期的起始时标T_n时x轴的位置：

通过下式获取弹体在姿态解算周期的起始时标T_n时y轴的位置：

通过下式获取弹体在姿态解算周期的起始时标T_n时z轴的位置：

式中，分别为弹体在大地直角坐标系下x轴、y轴、z轴的位置信息，分别为弹体在大地直角坐标系下x轴、y轴、z轴的速度信息。