一种利用GPS与加速度计计算飞行器姿态角的方法技术

技术编号:13541169 阅读:183 留言:0更新日期:2016-08-17 23:32
一种利用GPS与加速度计计算飞行器姿态角的方法,根据GPS测得的飞行器导航坐标系下的飞行速度Vn计算导航坐标系下飞行速度的微分信号并根据公式计算获得导航坐标系下的比力fn,其中,为导航坐标系下哥式加速度,为导航坐标系下对地向心加速度,gn为导航坐标系下重力加速度;利用加速度计测得体坐标系下比力fb,求解转换关系式获得俯仰角偏航角滚转角γ,其中,为导航坐标系转换到体坐标系的姿态转换矩阵;本发明专利技术使飞行器无需陀螺就能获得姿态信息实现姿态控制并完成导航飞行,也能用于安装陀螺的飞行器上以提升飞行器故障余度。

【技术实现步骤摘要】
201610403806

【技术保护点】
一种利用GPS与加速度计计算飞行器姿态角的方法,其特征在于:根据GPS测得的飞行器导航坐标系下的飞行速度Vn计算导航坐标系下飞行速度的微分信号并根据公式计算获得导航坐标系下的比力fn,其中,gn为导航坐标系下重力加速度,为地球坐标系相对与地心惯性坐标系的旋转角速率在导航坐标系下的投影,为导航坐标系相对于地球坐标系的旋转角速率在导航坐标系下的投影;利用加速度计测得体坐标系下比力fb,求解转换关系式获得俯仰角偏航角滚转角γ,其中,为导航坐标系转换到体坐标系的姿态转换矩阵;导航坐标系为北天东坐标系,坐标原点On位于飞行器起飞点,Onxn轴指向正北方向,Onyn轴指向天,Onzn轴按右手定则确定;体坐标系的原点Ob位于飞行器的质心,Obxb轴在飞行器对称平面内,平行于机身轴向前,Obyb轴在对称平面内垂直于Obxb轴,指向天,Obzb垂直对称平面指向右;地心惯性坐标系的原点位于地心,x轴指向春分点,z轴沿地球自转轴,y轴与x与z轴构成右手系;地球坐标系的原点位于地心,x轴穿过本初子午线与赤道的交点,z轴穿过地球北极点,y轴穿过东经90°子午线与赤道的交点,坐标系与地球固连。

【技术特征摘要】
1.一种利用GPS与加速度计计算飞行器姿态角的方法,其特征在于:根据GPS测得的飞行器导航坐标系下的飞行速度Vn计算导航坐标系下飞行速度的微分信号并根据公式计算获得导航坐标系下的比力fn,其中,gn为导航坐标系下重力加速度,为地球坐标系相对与地心惯性坐标系的旋转角速率在导航坐标系下的投影,为导航坐标系相对于地球坐标系的旋转角速率在导航坐标系下的投影;利用加速度计测得体坐标系下比力fb,求解转换关系式获得俯仰角偏航角滚转角γ,其中,为导航坐标系转换到体坐标系的姿态转换矩阵;导航坐标系为北天东坐标系,坐标原点On位于飞行器起飞点,Onxn轴指向正北方向,Onyn轴指向天,Onzn轴按右手定则确定;体坐标系的原点Ob位于飞行器的质心,Obxb轴在飞行器对称平面内,平行于机身轴向前,Obyb轴在对称平面内垂直于Obxb轴,指向天,Obzb垂直对称平面指向右;地心惯性坐标系的原点位于地心,x轴指向春分点,z轴沿地球自转轴,y轴与x与z轴构成右手系;地球坐标系的原点位于地心,x轴穿过本初子午线与赤道的交点,...

【专利技术属性】
技术研发人员:舒胜胡强宋璟苏浩秦
申请(专利权)人:中国航天空气动力技术研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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