[发明专利]一种基于GPS载波双差方程的姿态角直接求解方法

摘要

本发明提供一种基于GPS载波双差方程的姿态角直接求解方法。主要包括载波双差方程建立、将载体姿态信息引入载波双差方程中及利用非线性最小二乘解算姿态角。本发明本提供一种能够有效减少或消除短基线公共误差，实现高精度解算；将姿态角信息引入双差方程中，能够实现姿态角的直接解算，极大的减小了中间估计误差；运用非线性最小二乘的方法估计姿态角，提高系统解算速度，完成姿态信息的实时性解算，使本发明更加适合实时性载体姿态测量。

主权项

1.一种基于GPS载波双差方程的姿态角直接求解方法，其特征在于包括以下步骤：（1）采用三个GPS接收机测量天线采集GPS卫星信号获取载波观测信息以直角处0号天线的载波观测信息作为基站信号；（2）选取公共的可视卫星i，i＝1,2,…,M，并以可视卫星中仰角最大的卫星作为参考卫星，接收机获取三天线载波观测信息后，以基站天线观测信息为基准，分别将各天线相对同一可见卫星的载波信号向基站信号作差获取单差载波相位观测量n=0,1,2，然后对应不同天线，将各卫星单差载波信息向参考卫星的单差载波观测量作差得到双差载波观测量（3）利用公式所示载波观测量与姿态角的关系式，建立姿态角解算方程，其中，表示n号天线的双差载波观测量；λ表示载波波长，单位：m；表示双差整周模糊度；表示卫星i到参考天线的视线向量；R表示地理系到载体系的姿态矩阵；表示地理系到地心系的姿态转换矩阵；y，r，p表示载体的三个姿态角，分别为航向角、横滚角、俯仰角，即方程未知数；b_n表示载体坐标系下的基线向量，为已知量，单位：m；（4）姿态测量系统实时获取单历元载波信号进行双差处理，按步骤（1）-（4）实时计算载体的姿态信息。