一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法与流程

技术特征：
1.一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：a、传感器安装；将惯性测量模块与光电吊舱的光电转台固连，将gnss天线安装在飞机顶部；b、初始对准；利用gnss天线的位置信息，惯导系统进行静态初始对准，得到惯性测量模块位姿初始值；c、惯性测量模块位姿信息更新；利用惯性测量模块输出的角增量和加速度增量数据，通过捷联惯导姿态、速度和位置更新算法计算并更新惯性测量模块的位置、速度和姿态矩阵；d、组合滤波；采用自适应扩展卡尔曼滤波器，利用惯性测量模块的速度、位置信息和gnss天线速度、位置进行卡尔曼滤波，估算惯性器件误差；e、全角度姿态角解算与更新：采用全角度双欧法进行正反欧拉角计算，并实时更新姿态角。2.根据权利要求1所述的一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，其特征在于：步骤a中，惯性测量模块的x、y和z轴分别与飞机的纵向轴、横向轴和天向轴保持平行。3.根据权利要求1所述的一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，其特征在于：惯性测量模块位姿初始值包括姿态、方位、速度和位置。4.根据权利要求1所述的一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，其特征在于，步骤e的具体过程为：e1）输入角速度和正、反欧拉角；e2）根据θ角判断正、反欧拉若为正欧拉，则对下面公式1）进行积分求解正欧拉角，并利用转换关系求解反欧拉角；1）；若为反欧拉，则对下面公式2）进行积分，求解反欧拉角，并利用转换关系求解正欧拉角；
2）；式中，、和为惯性测量模块输出的x、y、z三个轴向的角速度；e3）对计算得到的正欧拉角和反欧拉角进行取舍，得到更新后的正欧拉角和反欧拉角；e4）将更新后的正欧拉角和反欧拉角输入至步骤e1）中。5.根据权利要求4所述的一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，其特征在于，步骤e2）中，转换关系通过设置转换矩阵实现：，其中，为航向角，为俯仰角，为横滚角。6.根据权利要求5所述的一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，其特征在于，通过正欧拉角求解反欧拉角的具体过程为：取，反欧拉角的计算方法如下：，以上各式中取0或1，对应两种结果。
7.根据权利要求6所述的一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，其特征在于，由反欧拉角求解正欧拉角的具体过程如下：取，正欧拉角的计算方法如下： ；以上各式中取0或1，对应两种结果。8.根据权利要求7所述的一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，其特征在于，正、反欧拉角取舍的具体过程为：首先定义如下函数，在微分方程求解过程中，设某时刻各正欧拉角分别为：，反欧拉角分别为：，则下一时刻正欧拉角设为：，反欧拉角设为：，令，上式中，取0或1；由正欧拉角求解反欧拉角时，如果，则有，
，并以该反欧拉角进行更新，得到更新后的反欧拉角；如果，则有；由反欧拉角求解正欧拉角时，如果，则有，，并以该正欧拉角进行更新，得到更新后的正欧拉角；如果，则有。

技术总结
本发明公开了一种适用于垂直下视航空吊舱的姿态测量方法，包括以下步骤：A、传感器安装；将惯性测量模块与光电吊舱的光电转台固连，将GNSS天线安装在飞机顶部；B、初始对准；利用GNSS天线的位置信息，惯导系统进行静态初始对准，得到惯性测量模块位姿初始值；C、惯性测量模块位姿信息更新；D、组合滤波；采用自适应扩展卡尔曼滤波器，对惯性测量模块的位姿信息和GNSS天线信息进行组合滤波，实时补偿惯性误差；E、全角度姿态角解算与更新：采用全角度双欧法进行正反欧拉角计算，并实时更新姿态角。本发明当俯仰角越趋近


技术研发人员：张帅 鲁建伟 程文明 叶飞 彭华 郭慧 刘兴维 任嘉航
受保护的技术使用者：浙江航天润博测控技术有限公司
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2022/12/30