[发明专利]一种单天线卫星接收机测量旋转弹体姿态的方法

说明书

本申请公开了一种单天线卫星接收机测量旋转弹体姿态的方法，所述方法包括：采用单天线对卫星信号进行捕获并跟踪；捕获卫星信号后对卫星的电文进行获取；使用原始观测量和电文信息，进行解算，解算包含了观测量的预处理，卫星位置、速度计算、观测量修正、位置解算、速度解算；搭建软件环路对载体转速进行跟踪，确定载体各个时间点的转速信息和相位信息；结合载体的速度信息计算载体的俯仰角和方位角；通过载体的所述俯仰角和方位角信息、卫星位置信息、转速信息、相位信息和相位0的滚角信息获得预设时间段内的载体滚转角信息。采用单天线卫星接收机即可实现旋转弹体的姿态测量和位置测量，相比传统方案，具有成本低、安装体积小、可维护性强。

技术领域

本申请弹体姿态测量技术领域，具体涉及一种单天线卫星接收机测量旋转弹体姿态的方法。

背景技术

随着现代战争的发展，对小型低成本弹的需求不再是饱和覆盖攻击，而是精确制导打击。精确制导一般采用飞控系统+卫导+传感器+舵机的方式，卫导为飞控提供位置速度信息，传感器为飞控提供弹体的滚转角信息，飞控通过比对当前位置速度信息与目标点的差异，通过调整舵机调整弹体向目标点移动，从而达到精确打击的目的。传感器一般采用地磁或陀螺仪来实现弹体的滚转角测量，其中陀螺仪一般性价比的量程较低，通常小于5r/s，地磁采样率高，需单独外接一路AD采集，会增加弹体的体积和功耗。

现有技术使用地磁或陀螺仪+卫星接收机+飞控+舵机构成了一个飞控系统，如图1所示：地磁或陀螺仪用来测量当前滚转角信息，其中地磁通过切割地球存在的磁场，根据不同纬度上分布的磁场大小和方向，判断出当前弹体的滚转角和转速信息。该方案在大部分场景可实现滚转角信息的计算，但在强磁环境下，可能会产生测量不准确的问题，由于该传感器对磁场敏感，而舵机含有线圈，在工作中也会产生磁场。

陀螺仪本身是一种测量旋转速度的传感器，但一般低成本的陀螺仪量程都比较小(小于5r/s)，对于高转速的弹，如榴弹最高转速可达300r/s，低成本陀螺仪无法测量，而陀螺仪在使用前需要校准，进一步增加了成本。因此使用地磁或陀螺仪测量当前滚转角信息，具有通用性好的优点，但也带来了成本高、体积大、需要预先校准等缺点。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种单天线卫星接收机测量旋转弹体姿态的方法，所述方法包括：采用单天线对卫星信号进行捕获并跟踪；捕获卫星信号后对卫星的电文进行获取；使用原始观测量和电文信息，进行解算，解算包含了观测量的预处理，卫星位置、速度计算、观测量修正、位置解算、速度解算；搭建软件环路对载体转速进行跟踪，确定载体各个时间点的转速信息和相位信息；结合载体的方位角信息计算载体的俯仰角和方位角；通过载体的所述俯仰角和方位角信息、卫星位置信息、转速信息、相位信息和相位0的滚角信息获得预设时间段内的载体滚转角信息。

采用上述实现方式，采用单天线卫星接收机即可实现旋转弹体的姿态测量和位置测量，相比传统方案，具有成本低、安装体积小、可维护性强等优点。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述采用单天线对卫星信号进行捕获并跟踪，包括:采用硬件环路跟踪卫星信号，通道跟踪环路1ms产生一个ms积分量，所述ms积分量反映1ms内通道跟踪信号的能量大小；所述跟踪环路以10Hz产生原始观测量。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述捕获卫星信号后对卫星的电文进行获取，包括：使用ms积分量得到天上卫星的电文。