[发明专利]一种INS/SAR组合导航的几何精度因子计算方法

权利要求书

1.一种INS/SAR组合导航的几何精度因子计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、确定INS空中观测点的经度、纬度和高度位置坐标和地面已知点的经度、纬度和高度位置坐标(x_c y_c z_c)；

步骤二、将坐标系转换至观测点地理坐标系再转至导航坐标系；

步骤三、建立观测矩阵，获得有高度辅助的量测矩阵H₁和无高度辅助的量测矩阵H₂，详见表达式6)和表达式7)：

其中：r_n是一个矢量，由地面观测点指向载体，表示r_n在导航坐标系xyz坐标轴上的分量；为第i个地面观测点到SAR的位置矢量；D_1i为惯导所测第i个地面观测点对应的伪距；

步骤四、通过公式计算几何精度因子，具体是：包括计算有高度辅助的INS/SAR组合导航模型的几何精度因子GDOP₁值以及计算无高度辅助的INS/SAR组合导航模型的几何精度因子GDOP₂值；

计算有高度辅助的INS/SAR组合导航模型的几何精度因子GDOP₁值过程如下：

步骤4.11、获得有高度辅助的INS/SAR组合导航模型权系数阵Q₁如表达式10)：

步骤4.12、获取有高度辅助的INS/SAR组合导航模型的GDOP₁值如表达式11)：

计算无高度辅助的INS/SAR组合导航模型的几何精度因子GDOP₂值如下：

步骤4.21、获得无高度辅助的INS/SAR组合导航模型权系数阵Q₂如表达式12)：

步骤4.22、获取无高度辅助的INS/SAR组合导航模型的GDOP₂值如表达式13)：

2.根据权利要求1所述的INS/SAR组合导航的几何精度因子计算方法，其特征在于，所述步骤二具体是：

载体观测点地理坐标系坐标(x_c y_c z_c)采用表达式1)表示：

其中：R_Nc为载体对应卯酉圈曲率半径，a为地球半长轴，e为地球偏心率，为INS空中观测点的纬度；

地面观测点于观测点地理坐标系坐标(x_g y_g z_g)采用表达式2)表示：

其中：R_Ng为地面观测点对应卯酉圈曲率半径，为地面观测点的纬度；

将坐标系通过转换矩阵再转至导航坐标系，坐标系转换矩阵为表达式3)：

则有表达式4)：

其中，为从地面观测点到SAR的位置矢量。

3.根据权利要求2所述的INS/SAR组合导航的几何精度因子计算方法，其特征在于，所述步骤三具体是：

导航坐标系取游动方位坐标系n对应i个地面观测点观测量Z为表达式5)：

其中：i＝1,2,3…，Z_Δρi表示第i个地面观测点对应的伪距观测量；Z_Δh表示高度辅助的观测量；为第i个地面观测点到SAR的位置矢量；D_Ii为惯导所测第i个地面观测点对应伪距，(δx_n δy_n δh_n)为惯导系统位置误差；

则获得有高度辅助的量测矩阵H₁和无高度辅助的量测矩阵H₂，详见表达式6)和表达式7)：

4.根据权利要求3所述的INS/SAR组合导航的几何精度因子计算方法，其特征在于，所述步骤四中：

对应点位坐标的权系数阵Q的一般形式为表达式8)：

由权系数阵Q主对角线元素定义的几何精度因子GDOP为表达式9)：

从而获得有高度辅助的INS/SAR组合导航模型的几何精度因子GDOP₁值以及无高度辅助的INS/SAR组合导航模型的几何精度因子GDOP₂值。