[发明专利]基于POS数据与框架角联合解算的姿态控制方法

权利要求书

1.一种基于POS数据与框架角联合解算的姿态控制方法，用于多框架光电吊舱的姿态控制，所述多框架光电吊舱包括内框、中框和外框，所述多框架光电位置和姿态测量系统吊舱中安装有位置与姿态测量系统，其特征在于：将位置与姿态测量系统固连于多框架光电吊舱的内框轴，姿态控制包括以下步骤，

步骤1，将位置与姿态测量系统中光纤陀螺的陀螺数据与多框架光电吊舱的框架角数据同步；

步骤2，在任意时刻k，获取陀螺三轴角速率信息

步骤3，根据位置与姿态测量系统在任意时刻k输出的位置信息计算此时地球自转引起的角速度信息

步骤4，根据多框架光电吊舱在时刻k前输出的框架角信息进行线性拟合，获得任意时刻k三轴框架角信息，包括内框框架角α₀(k)、中框框架角α₁(k)和外框框架角α₂(k)；

步骤5，根据位置与姿态测量系统在任意时刻k输出的速度和位置信息计算此时载体线运动引起的角速度信息

步骤6，根据位置与姿态测量系统在任意时刻k输出的姿态信息获取此时载体角运动引起的角速度信息

步骤7，利用以上步骤所得结果计算任意时刻k光电吊舱系统的三个框架角速率信息；

步骤8，根据步骤7所得结果输出多框架光电吊舱的三个框架角控制信息，输出位置与姿态测量系统所得载体的速度、位置和姿态信息。

2.根据权利要求1所述基于POS数据与框架角联合解算的姿态控制方法，其特征在于：步骤1中，利用位置与姿态测量系统中内置的晶振计数器实现同步。

3.根据权利要求1所述基于POS数据与框架角联合解算的姿态控制方法，其特征在于：步骤3中，根据位置与姿态测量系统在任意时刻k输出的地理纬度信息计算此时地球自转引起的角速度信息计算公式如下，

其中，ω_ie是地球自转角速率值，n表示导航坐标系。

4.根据权利要求1所述基于POS数据与框架角联合解算的姿态控制方法，其特征在于：步骤5中，根据位置与姿态测量系统在任意时刻k输出的速度V_E和V_N和地理纬度信息计算此时载体线运动引起的角速度信息计算公式如下：

其中，V_E和V_N分别是载体在地理东向和北向速度分量，R是地球半径。

5.根据权利要求1或2或3或4所述基于POS数据与框架角联合解算的姿态控制方法，其特征在于：步骤7中，计算任意时刻k光电吊舱系统的三个框架角速率信息包括以下步骤，

步骤7.1，根据步骤4所得光电吊舱的三轴框架角信息分别计算载体坐标系与内框坐标系之间的旋转矩阵

步骤7.2，结合POS系统输出的载体系与导航系之间的旋转矩阵计算内框系与导航系之间的旋转矩阵计算公式如下，

C0n=Cbn(Cb0)T]]>

步骤7.3，根据步骤3、5、6所得和进行坐标变换，转换到内框系，得到陀螺三轴角速率信息中的地球自转角速度分量载体线运动引起的角速度分量载体角运动引起的分量公式如下，

ωie0=(C0n)Tωien]]>

ωen0=(C0n)Tωenn]]>

ωnb0=(C0n)Tωnbn]]>

步骤7.4，计算光电吊舱的三个框架角速率信息，计算公式如下，

ωb00(k)=ωi00(k)-(ωie0(k)+ωen0(k)+ωnb0(k))]]>

其中，分别是所对应的角速率在时刻k的值。