基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法及装置，该方法包括：确定GNSS天线阵列中每个GNSS天线在机体主体上的安装信息，其中，所述GNSS天线阵列包括四个GNSS天线；根据所述安装信息将所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上，并在安装后根据所述四个GNSS天线构建机体航姿坐标系。本申请解决了现有技术中不能准确构建机体的等效坐标系的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法及装置
本申请涉及机体航姿测量
，尤其涉及一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法及装置。
技术介绍
随着全球卫星导航定位(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)技术的飞速发展及北斗全球卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)的布局完善及系统定位精度的不断提高，军事和民用行业对位置服务的需求愈发强烈，GNSS在航天航空、航海和路面导航等场合的应用越来越多元化，利用GNSS进行运动载体航姿测量是卫星导航技术的重要应用方向之一。而对运动载体航姿测量主要是确定载体的姿态，其中，载体的姿态包括载体自身与北向和当地水平面的角度偏移，通常用三维姿态角来表示，即航向角、俯仰角和横滚角，其反映的是运动载体相对于当地水平坐标系的角位置，是运动载体重要的状态信息。因此，运动载体姿态信息的精确测量对高精度导航定位有着重要影响。目前，常见的对运动载体的姿态信息进行测量的方法是利用GNSS测量运动载体的航向、姿态，而利用GNSS测量运动载体姿态信息的基础是构建机体等效坐标系。传统的GNSS双天线姿态测量方案只能提供基于该天线基线方向上的航向角和俯仰角，无法提供载体的横滚角，因此无法建立机体等效坐标系。而当安装的GNSS天线数量过多时，由于需要处理的数据量的增大，因此增加姿态解算时间的同时也影响了姿态测量的实时性，且受运载体结构及体积的限制，难以在工程化应用中实现。因此，现有技术中在利用GNSS进行机体航姿测量时，不能准确构建机体的等效坐标系。
技术实现思路
本申请解决的技术问题是：针对现有技术中不能准确构建机体的等效坐标系。本申请提供了一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法及装置，本申请实施例所提供的方案中，通过在机体主体上安装四个GNSS天线，根据四个GNSS天线即可构建机体航姿坐标系，避免现有技术中不能准确构建机体航姿坐标系的问题。第一方面，本申请实施例提供一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法，该方法包括：确定GNSS天线阵列中每个GNSS天线在机体主体上的安装信息，其中，所述GNSS天线阵列包括四个GNSS天线；根据所述安装信息将所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上，并在安装后根据所述四个GNSS天线构建机体航姿坐标系。本申请实施例所提供的方案中，确定GNSS天线阵列中每个GNSS天线在机体主体上的安装信息，其中，所述GNSS天线阵列包括四个GNSS天线；根据所述安装信息将所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上，并在安装后根据所述四个GNSS天线构建机体航姿坐标系。因此，本申请实施例所提供的方案中，通过在机体主体上安装四个GNSS天线，根据四个GNSS天线即可构建机体航姿坐标系，避免现有技术中不能准确构建机体航姿坐标系的问题。可选地，确定GNSS天线阵列中每个GNSS天线在机体主体上的安装信息，包括：根据预设的安装策略确定所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上的安装位置信息；根据预设的测量误差以及预设的航姿角度误差约束条件，确定所述四个GNSS天线中相对设置的两个GNSS天线之间的基线长度。可选地，所述安装信息包括：所述四个GNSS天线分别设置于所述机尾、所述机头、所述左侧机翼以及所述右侧机翼的顶部主梁上。可选地，所述四个GNSS天线包括天线M1、天线S1、天线M2以及天线S2；所述四个GNSS天线分别设置于所述机尾、所述机头、所述左侧机翼以及所述右侧机翼的顶部主梁上。可选地，若航姿角度误差包括航向角误差、俯仰角误差以及横滚角误差，则所述预设的航姿角度误差约束条件包括：所述航向角误差以及所述俯仰角误差均小于0.132°，所述横滚角误差小于0.312°。可选地，根据预设的测量误差以及预设的航姿角度误差约束条件，确定所述四个GNSS天线中相对设置的两个GNSS天线之间的基线长度，包括：所述测量误差、航姿角度误差以及所述基线长度存在如下关系：φ＝arcsin(dx/L)其中，φ表示航姿角度误差；L表示所述GNSS天线阵列中基线长度；dx表示测量误差。可选地，所述基线长度包括：所述天线M1与所述天线S1之间基线长度为8.105m，所述天线M2与所述天线S2之间基线长度为3.332m。第二方面，本申请实施例提供了一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立装置，该装置包括：确定单元，用于确定GNSS天线阵列中每个GNSS天线在机体主体上的安装信息，其中，所述GNSS天线阵列包括四个GNSS天线；构建单元，用于根据所述安装信息将所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上，并在安装后根据所述四个GNSS天线构建机体航姿坐标系。可选地，所述确定单元，具体用于：根据预设的安装策略确定所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上的安装位置信息；根据预设的测量误差以及预设的航姿角度误差约束条件，确定所述四个GNSS天线中相对设置的两个GNSS天线之间的基线长度。可选地，所述安装信息包括：所述四个GNSS天线分别设置于所述机尾、所述机头、所述左侧机翼以及所述右侧机翼的顶部主梁上。可选地，所述四个GNSS天线包括天线M1、天线S1、天线M2以及天线S2；所述四个GNSS天线分别设置于所述机尾、所述机头、所述左侧机翼以及所述右侧机翼的顶部主梁上。可选地，若航姿角度误差包括航向角误差、俯仰角误差以及横滚角误差，则所述预设的航姿角度误差约束条件包括：所述航向角误差以及所述俯仰角误差均小于0.132°，所述横滚角误差小于0.312°。可选地，所述确定单元，具体用于：所述测量误差、航姿角度误差以及所述基线长度存在如下关系：φ＝arcsin(dx/L)其中，φ表示航姿角度误差；L表示所述GNSS天线阵列中基线长度；dx表示测量误差。可选地，所述基线长度包括：所述天线M1与所述天线S1之间基线长度为8.105m，所述天线M2与所述天线S2之间基线长度为3.332m。附图说明图1为本申请实施例所提供的一种机体姿态角示意图；图2为本申请实施例所提供的一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法的流程示意图；图3为本申请实施例所提供的一种航向-东场景下航姿测量误差分布图；图4为本申请实施例所提供的一种航向-南场景下航姿测量误差分布图；图5为本申请实施例所提供的一种航向-西场景下航姿测量误差分布图；图6为本申请实施例所提供的一种航向-北场景下航姿测量误差分布图；图7为本申请实施例所提供的一种飞行测试验证航姿测量误差分布图；图8为本申请实施例所提供的一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立装置的结构示意图。具体实施方式本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法，其特征在于，包括：/n确定GNSS天线阵列中每个GNSS天线在机体主体上的安装信息，其中，所述GNSS天线阵列包括四个GNSS天线；/n根据所述安装信息将所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上，并在安装后根据所述四个GNSS天线构建机体航姿坐标系。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于GNSS四天线的机体航姿坐标系建立方法，其特征在于，包括：
确定GNSS天线阵列中每个GNSS天线在机体主体上的安装信息，其中，所述GNSS天线阵列包括四个GNSS天线；
根据所述安装信息将所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上，并在安装后根据所述四个GNSS天线构建机体航姿坐标系。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定GNSS天线阵列中每个GNSS天线在机体主体上的安装信息，包括：
根据预设的安装策略确定所述四个GNSS天线安装于所述机体主体上的安装位置信息；
根据预设的测量误差以及预设的航姿角度误差约束条件，确定所述四个GNSS天线中相对设置的两个GNSS天线之间的基线长度。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述安装信息包括：所述四个GNSS天线分别设置于所述机尾、所述机头、所述左侧机翼以及所述右侧机翼的顶部主梁上。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述四个GNSS天线包括天线M1、天线S1、天线M2以及天线S2；
所述四个GNSS天线分别设置于所述机尾、所述机头、所述左侧机翼以及所述右侧机翼的顶部主梁上。


5.如权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，若航姿角度误差包括航向角误差、俯仰角误差以及横滚角误差，则所述预设的航姿角度误差约束条件包括：所述航向角误差以及所述俯仰角误差均小于0.132°，所述横滚角误差小于0.312°。


6.如权利要求5所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祥峰，刘巍巍，杨东森，
申请(专利权)人：北京华龙通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11