[发明专利]基于AHRS和检波器间相对旋转的检波器姿态识别方法

摘要

本发明涉及一种基于AHRS和检波器间相对旋转的检波器姿态识别方法，在一节三分量检波器中安装姿态参考系统作为参考检波器，通过姿态参考系统中的多种姿态传感器测量并解算其在地理坐标系下的姿态。以四元数法表示姿态数据，再利用基于四元数的最小二乘法，根据不同检波器采集的地震信号的相关性，求取检波器间的相对旋转。综合参考检波器的姿态信息和检波器间的相对旋转，依次求取所有检波器在地理坐标系中的姿态。相对于传统的三分量检波器校正方法，本方法可以在震源点位置未知或缺失其他先验信息的情况下应用，同时也能够有效克服传统硬件测量的高成本和地球物理方法运算量大的问题。

主权项

一种基于AHRS和检波器间相对旋转的检波器姿态识别方法，包括以下步骤：A、选择一节检波器作为参考检波器，加装姿态传感器，并获得其姿态数据；B、求取相邻检波器直接的相对旋转：B1、采用四元数表示姿态传感器的姿态和传感器间的相对旋转；B2、建立四元数的改正数△Q与另外三个独立参数w1,w2,w3之间的对应关系；B3、求解旋转矩阵与旋转矩阵的微分关系；B4、计算估计值B5、寻找一个反对称矩阵，并利用外积分定理推出误差方程；B6、利用最小二乘定理求解三个独立参数；B7、运用三个独立参数与四元数改正数的关系，推出四元数改正量；B8、对四元数修正值进行迭代更新；B9、迭代计算，直到三个独立参数变为零矢量；C、确定姿态角的精度：C1、假设坐标点的观测权矩阵为P，通过平差得到的单位权权中误差；C2、利用欧拉角与旋转矩阵的关系的到权逆矩阵；D、依据参考检波器的姿态数据依次求出各检波器的姿态数据：D1、依据普通检波器与参考检波器的数据集求出旋转矩阵；D2、根据旋转矩阵和参考检波器的姿态数据求出普通检波器的姿态数据；D3、依次按照上述方法求出所有检波器姿态数据。