【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号检测与估计，侦察导航，特别是涉及一种基于完备波结构信息的平台姿态测量方法。
技术介绍
1、载人航天工程，需要频繁地运送人员货物，与空间站对接，对飞行器测姿精确度，可靠性提出了更高要求。卫星，火箭，导弹，等飞行器广泛运用，对测姿需求提高。平行因子(parallel factor,parafac)数据模型分解的唯一性具有重要应用价值，通过推广传统的平行因子交替最小二乘算法，分解(parallel factor,parafac)三线性数据，得承载矩阵。在cdma，ofdm等邻域获得良好效果。
2、现有的飞行器测姿参照物不足，需提高精确性，稳定性，经济性；飞行器载阵列估计波达方向受未知姿态困扰。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有的飞行器测姿参照物不足，提高精确性，稳定性，经济性；克服现有的飞行器载阵列估计波达方向受未知姿态困扰问题提供一种基于完备波结构信息的平台姿态测量方法。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、1在飞行器平台上安装接收单元相同的电磁矢量传感器，以建立平行因子(parallel factor,parafac)三线性数据模型。安装姿态相同的电磁矢量传感器阵列，以实现三线性数据分解计算。并测量各传感器在机身坐标系下的安装坐标，以实现空间波达导向信息的利用。通过未知参数相同以减少未知量，以获取信息冗余，实现飞行器姿态测量。由测控站发射至少一个波达方向已知的导航信号。
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5、3一种可选方法是:根据(parafac)三线性数据分解解算平台姿态。建立了parafac分解与平台姿态间的联系，利用parafac分解，可得极化域波达因子，根据极化波达因子与姿态间关系，可解算出平台姿态，实现基于波结构信息姿态测量。
6、4当三线性数据包含完备波结构信息时，直接建立了正交约束下平台姿态阵与parafac分解间的联系；当三线性数据由缺损电磁矢量传感器获得，部分波结构信息缺损时，需根据信号时间、极化、姿态和空频相位延迟关系，迭代恢复完备波结构信息，建立了正交约束下平台姿态阵与parafac分解间的线性联系，实现姿态测量。本专利技术将姿态阵正交结构融入parafac分解，提高算法的拟合精度和收敛速度。本专利技术以偶极子天线为例，对磁环天线及偶极子与磁环混合天线同样有效。
7、5根据含姿态参数的三线性数据分解解算平台姿态，当信号时间序列或空间导向矢量已知时，直接代入相应承载矩阵，而跳过该承载矩阵的迭代计算。快速实现姿态测量。
8、6根据(parallel factor,parafac)三线性数据分解所得承载矩阵解算平台姿态。当信号源来自一个波达方向，只用一个接收电磁矢量传感器时，利用已知的信号时间序列，极化域波达向量，计算得被选择阵切削的姿态阵。利用姿态阵为实数正交条件，可根据被选择阵切削的姿态阵恢复全部姿态信息。当平台有多个电磁矢量传感器时，各传感器选择不同安装姿态，这样各可接收到不同姿态信息，去除安装姿态影响后，各传感器都得到平台姿态阵，取平均值可均衡姿态信息。
9、7当信号源来自一个波达方向，对于分别在两个相邻异姿飞行器上的两个电磁矢量传感器，仅需传感器接收数据，不需要波达方向和信号时间序列信息，就可计算得被选择阵切削的姿态阵。根据姿态矩阵的实数性和正交性，可解算出相对姿态参数。当两平台有多个电磁矢量传感器时，两平台各选一只传感器两两配对，各传感器选择不同安装姿态，这样各可接收到不同姿态信息，去除安装姿态影响后，各传感器对都得到两平台相对姿态阵，取平均值可均衡姿态信息。
10、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
11、1)由于电磁矢量传感器极化阵列接收原始数据呈现出时间、极化和空频相位延迟三维数据结构，利用这种数据结构，电磁矢量传感器极化阵列，可以盲信号频率、极化状态、和增益相位飘移，实现参照波结构向量的飞行器姿态测量。三线性交替最小二乘法(tals)可用来进行parafac分解。本专利技术将姿态阵正交结构融入parafac分解，提高算法的拟合精度和收敛速度。
12、2)通过推广传统的平行因子交替最小二乘算法，分解parafac三线性数据，得承载矩阵。运算效率优于多维匹配搜索算法；
13、3)弥补空间测姿参照物不足；
14、4)减低测姿信号源要求；
15、5)提高了姿态未知时飞行器载阵列doa估计的性能。
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1.一种基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤1中在飞行器平台上安装接收单元相同的电磁矢量传感器，以建立平行因子三线性数据模型；安装姿态相同的电磁矢量传感器阵列，以实现三线性数据分解计算；并测量各传感器在机身坐标系下的安装坐标，以实现空间波达导向信息的利用；通过未知参数相同，以减少未知参数获取信息冗余，实现飞行器姿态测量。
3.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤2中根据机载缺损电磁矢量传感器姿态位置与接收信号之间的变化规律,建立机载的电磁矢量传感器导向矢量；根据信号时间、极化和空频相位延迟三维信息结构关系，通过排列所有电磁矢量传感器接收信号数据，建立对飞行器姿态参数敏感的平行因子三线性数据模型。
4.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤3-9中根据含姿态参数的三线性数据分解解算平台姿态，建立了平台姿态阵与PARAFAC极化域波达因子承载阵的线性联系；利用
5.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤3-9中根据含姿态参数的三线性数据分解解算平台姿态，当三线性数据包含完备波结构信息时，直接建立正交约束下平台姿态阵与PARAFAC分解间的线性联系；当三线性数据由缺损电磁矢量传感器获得，部分波结构信息缺损时，需根据信号时间、极化、姿态和空频相位延迟关系，迭代恢复完备波结构信息，建立正交约束下平台姿态阵与PARAFAC分解间的线性联系，实现姿态测量。
6.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤3-9中根据含姿态参数的三线性数据分解解算平台姿态，当信号时间序列或空间导向矢量已知时，直接代入相应承载矩阵，而跳过该承载矩阵的迭代计算，快速实现姿态测量。
7.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，当信号源来自一个波达方向，只用一个接收电磁矢量传感器时，利用已知的信号时间序列，极化域波达向量，计算得尺度模糊，相位模糊，被选择阵切削的姿态阵；加上平台姿态阵正交约束条件，可恢复全部姿态信息；当平台有若干个电磁矢量传感器时，各传感器选择不同安装姿态，这样各可接收到不同姿态信息，去除安装姿态影响后，各传感器都得到平台姿态阵，取平均值可均衡姿态信息，即非相干积累信息。
8.根据权利要求1所述的参照波结构向量的飞行器姿态与波达方向同时测量方法，其特征在于，当信号源来自一个波达方向，对于分别在两个相邻异姿飞行器上的两个电磁矢量传感器，仅需传感器接收数据，不需要波达方向和信号时间序列信息，就可计算得尺度模糊，相位模糊，被选择阵切削的两平台相对姿态阵；根据姿态矩阵迹的实数性，矫正相位，再解算出相对姿态参数；当两平台有若干个电磁矢量传感器时，两平台各选一只传感器两两配对，各传感器选择不同安装姿态，这样各可接收到不同姿态信息，去除安装姿态影响后，各传感器对都得到两平台相对姿态阵，取平均值可均衡姿态信息，即非相干积累信息。
...【技术特征摘要】
1.一种基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤1中在飞行器平台上安装接收单元相同的电磁矢量传感器，以建立平行因子三线性数据模型；安装姿态相同的电磁矢量传感器阵列，以实现三线性数据分解计算；并测量各传感器在机身坐标系下的安装坐标，以实现空间波达导向信息的利用；通过未知参数相同，以减少未知参数获取信息冗余，实现飞行器姿态测量。
3.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤2中根据机载缺损电磁矢量传感器姿态位置与接收信号之间的变化规律,建立机载的电磁矢量传感器导向矢量；根据信号时间、极化和空频相位延迟三维信息结构关系，通过排列所有电磁矢量传感器接收信号数据，建立对飞行器姿态参数敏感的平行因子三线性数据模型。
4.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤3-9中根据含姿态参数的三线性数据分解解算平台姿态，建立了平台姿态阵与parafac极化域波达因子承载阵的线性联系；利用parafac分解，可得极化域波达因子，根据极化波达因子与姿态间关系，可解算出平台姿态，实现基于波结构信息姿态测量。
5.根据权利要求1所述的基于完备波结构信息的平台姿态测量方法，其特征在于，所述步骤3-9中根据含姿态参数的三线性数据分解解算平台姿态，当三线性数据包含完备波结构信息时，直接建立正交约束下平台姿态阵与parafac分解间的线性联系；当三线性数据由缺损电磁矢量传感器获得，部分波结构信息缺损时，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈广东，朱世杰，刘秉奇，刘竺航，宋鹤，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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