[发明专利]一种基于正交变换的姿态测量方法和设备

摘要

本发明适用于卫星导航领域，提供了一种基于正交变换的姿态测量方法和设备。本发明利用初始的基线配置和正交变换，将基线解算和姿态矩阵解算进行融合，得到一种直接的姿态矩阵解算，消除了两步计算过程中的分步误差，并且保证了姿态矩阵解算结果的正交性，提高了姿态角解算的精度和可靠性。

主权项

1.一种基于正交变换的姿态测量方法，其特征在于，所述方法包括：S101、在刚体上进行配置后的天线接收导航数据，对导航数据进行预处理得到观测值和星历数据；S102、根据观测值利用正交变换构建模糊度‑姿态矩阵的双差模型；S103、基于模糊度‑姿态矩阵的双差模型根据最小二乘法得到模糊度和姿态矩阵的浮点解和以及对应的方差‑协方差矩阵并假定在模糊度已知的情况下，得到姿态矩阵的条件最小二乘浮点解和方差矩阵S104、根据姿态矩阵的条件最小二乘浮点解和方差矩阵建立关于模糊度的目标函数F(Z)以及关于模糊度‑姿态矩阵的目标函数F(Z,R)，通过载波相位和伪距观测值引入的方差，对基于目标函数的搜索空间Ω_Z和Ω_F(Z,R)的包含关系进行对比分析，确定搜索的先后顺序，将非椭球空间的搜索转换为对椭球空间的搜索；S105、基于模糊度的目标函数F(Z)，直接运用LAMBDA算法的搜索方式得到多组模糊度候选解和对应的搜索阈值S106、利用线性约束下的拉格朗日乘数法代替空间的搜索法对姿态矩阵进行直接求解；S107、验证姿态矩阵是否满足由初始阈值构成的搜索空间Ω_F(Z,R)，若满足，选取使得阈值最小的一组模糊度‑姿态矩阵候选值作为最优解，若不满足，重新进行LAMBDA搜索，重复步骤S105；S108、经过选取得到最优的姿态矩阵，并利用姿态矩阵的转换得到完整的姿态角。