一种姿态测量方法和姿态测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种姿态测量方法和姿态测量系统，在保证姿态测量的稳定性的同时减少误差。所述方法包括：采用双天线全球定位系统GPS测量筒状部件的第一姿态信息；采用微机电系统MEMS测量筒状部件的第二姿态信息；将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合得到筒状部件的全姿态信息并输出。本发明专利技术采用双天线GPS与MEMS组合的方式进行姿态测量，利用双天线GPS的方式，启动时间快，姿态测量的设备成本低，误差较小，再结合MEMS完成设备的短时间姿态保持能力，在保证测量精度的同时提高了姿态测量设备对外界复杂电磁环境的抗干扰能力，增强了姿态测量的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种姿态测量方法和姿态测量系统，在保证姿态测量的稳定性的同时减少误差。所述方法包括：采用双天线全球定位系统GPS测量筒状部件的第一姿态信息；采用微机电系统MEMS测量筒状部件的第二姿态信息；将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合得到筒状部件的全姿态信息并输出。本专利技术采用双天线GPS与MEMS组合的方式进行姿态测量，利用双天线GPS的方式，启动时间快，姿态测量的设备成本低，误差较小，再结合MEMS完成设备的短时间姿态保持能力，在保证测量精度的同时提高了姿态测量设备对外界复杂电磁环境的抗干扰能力，增强了姿态测量的稳定性。【专利说明】一种姿态测量方法和姿态测量系统
本专利技术涉及测试
，特别是涉及一种姿态测量方法和姿态测量系统。
技术介绍
姿态测量是确定测量载体、测量仪器或测量有效载荷的轴系在惯性空间中指向的过程。目前常用的姿态测量方法有两种，一种是双天线全球定位系统(GPS，GlobalPositioning System)姿态测量,可以测量天线基线的方位和俯仰的姿态信息，而且方位角和俯仰角的测量精度高，误差不随时间的增加而增大。另一种是微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical Systems)惯性姿态测量，不受外部环境的影响，短时间内稳定性比较高。但是上述两种姿态测量的方法都存在较大的缺点，双天线GPS姿态测量受当地环境影响较大，遇到有遮挡物或信号受到干扰的时候，可能出现一段时间内无法输出姿态测量信息的现象。MEMS惯性姿态测量的误差会随着时间的增加而增大。目前筒状部件的姿态测量一般采用地磁传感器与MEMS相结合的方法，这种方法由于利用地磁的方式来进行方位测量，因此受周围地磁环境的影响较大，在多种场合下，都有较大的测量误差。
技术实现思路
本专利技术提供一种姿态测量方法和姿态测量系统，在保证姿态测量的稳定性的同时减少误差。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种姿态测量方法，包括:采用双天线全球定位系统GPS测量筒状部件的第一姿态信息；采用微机电系统MEMS测量筒状部件的第二姿态信息；将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合得到筒状部件的全姿态信息并输出。可选地，采用MEMS测量筒状部件的第二姿态信息之前，还包括:将所述第一姿态信息赋给MEMS作为姿态测量的初始值。可选地，所述第一姿态信息包括:方位角和俯仰角；所述第二姿态信息包括:方位角、俯仰角和横滚角；所述全姿态信息包括:方位角、俯仰角和横滚角。可选地，所述将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合包括:判断第一姿态信息是否有效；当第一姿态信息有效时，将所述第一姿态信息中的方位角和俯仰角作为所述全姿态信息的方位角和俯仰角，将所述第二姿态信息中的横滚角作为所述全姿态信息的横滚角；当第一姿态信息无效时，将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角。可选地，所述将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角之前，还包括:判断所述筒状部件是否满足静态条件；当所述筒状部件满足静态条件时，采用加速度计解算筒状部件的俯仰角和横滚角得到第三姿态信息，并将所述第三姿态信息中的俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的俯仰角和横滚角，将所述第二姿态信息中的方位角作为所述全姿态信息的方位角；当所述筒状部件不满足静态条件时，将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角。本专利技术还公开了一种姿态测量系统，包括:第一测姿模块，用于采用双天线全球定位系统GPS测量筒状部件的第一姿态信息；第二测姿模块，用于采用微机电系统MEMS测量筒状部件的第二姿态信息；数据融合模块，用于将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合得到筒状部件的全姿态信息并输出。可选地，所述系统还包括:赋值模块，用于将所述第一姿态信息赋给第二测姿模块作为姿态测量的初始值。可选地，所述第一姿态信息包括:方位角和俯仰角；所述第二姿态信息包括:方位角、俯仰角和横滚角；所述全姿态信息包括:方位角、俯仰角和横滚角。可选地，所述数据融合模块包括:判断子模块，用于判断第一姿态信息是否有效；第一融合子模块，用于当第一姿态信息有效时，将所述第一姿态信息中的方位角和俯仰角作为所述全姿态信息的方位角和俯仰角，将所述第二姿态信息中的横滚角作为所述全姿态信息的横滚角；第二融合子模块，用于当第一姿态信息无效时，将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角。可选地，所述第二融合子模块包括:条件判断子单元，用于将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角之前，判断所述筒状部件是否满足静态条件；解算子单元，用于当所述筒状部件满足静态条件时，采用加速度计解算筒状部件的俯仰角和横滚角得到第三姿态信息，并将所述第三姿态信息中的俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的俯仰角和横滚角，将所述第二姿态信息中的方位角作为所述全姿态信息的方位角；替代子单元，用于当所述筒状部件不满足静态条件时，将所述第二姿态信息中的方位角、俯仰角和横滚角作为所述全姿态信息的方位角、俯仰角和横滚角。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点:本专利技术实施例采用双天线GPS与MEMS组合的方式进行姿态测量，利用双天线GPS的方式，启动时间快，姿态测量的设备成本低，误差较小，再结合MEMS完成设备的短时间姿态保持能力，在保证测量精度的同时提高了姿态测量设备对外界复杂电磁环境的抗干扰能力，增强了姿态测量的稳定性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例一种姿态测量方法的流程图；图2是本专利技术实施例另一种姿态测量方法的流程图；图3是本专利技术实施例一种姿态测量系统的结构框图；图4是本专利技术实施例另一种姿态测量系统的结构框图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一:参照图1，示出了本专利技术实施例一种的姿态测量方法的流程图，本实施例具体可以包括以下步骤:步骤100，采用双天线全球定位系统GPS测量筒状部件的第一姿态信息。在本实施例中，双天线GPS可以测量筒状部件的方位角和俯仰角，本实施例中筒状部件的第一姿态信息具体可以包括:方位角和俯仰角。步骤102，采用微机电系统MEMS测量筒状部件的第二姿态信息。在本实施例中，MEMS可以测量筒状部件的俯仰角和横滚角，本实施例中筒状部件的第二姿态信息具体可以包括:俯仰角和横滚角。需要说明的是，在没有给MEMS赋方位角的初始值的时候，MEMS是测量不到方位角的，因此本实施例中MEMS可以测量的只有筒状部件的俯仰角和横滚角。步骤104，将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合得到筒状部件的全姿态信息并输出。筒状部件的全姿态信息包括:方位角、俯仰角和横滚角。将步骤100中双天线GPS测量的筒状部件的方位角和俯仰角与步骤102中MEMS测量的筒状部件的俯仰角和横滚角进行数据融合，就可以得到筒状部件的全姿态信息，即方位角、俯仰角和横滚角。需要说明的是，在进行数据融合的时候，在双天线GPS测量的俯仰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种姿态测量方法，其特征在于，包括：采用双天线全球定位系统GPS测量筒状部件的第一姿态信息；采用微机电系统MEMS测量筒状部件的第二姿态信息；将所述第一姿态信息和所述第二姿态信息进行数据融合得到筒状部件的全姿态信息并输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，汪名扬，唐桂华，蔡静，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第四研究院指挥自动化技术研发与应用中心，
类型：发明
国别省市：北京;11