【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信与测控，具体涉及一种捷联式的空间目标指向迭代计算方法及系统。
技术介绍
1、地平式跟踪架多采用两轴结构，包括方位、俯仰两个自由度，用于克服载体运动对其载荷的指向扰动，并控制载荷指向空间目标，在卫星通信、无人机测控、光电跟踪等领域广泛应用。现有技术中地平式跟踪架的方位轴普遍采用增量式编码器，开始工作时先要利用驱动方位轴转动至相应的标零机构，完成角度的初始化；同时在跟踪架底座上安装航姿测量模块敏感安装平台的角运动输入，经过坐标变换后补偿到跟踪架的方位轴和俯仰轴，保持对空间目标的稳定指向。该方法存在以下不足：
2、1)需要配备标零机构，增加了硬件成本和系统复杂度；
3、2)开始工作时需要执行方位轴角初始化，增加了启动时间；
4、3)航姿测量模块安装在跟踪架底座上，需要精确标定方位旋转平台的大盘不水平度，增加了调试难度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术公开了一种捷联式的空间目标指向迭代计算方法及系统。本专利技术通过以安装在地平式跟踪架方位转动平台的航姿测量模块输出作为反馈信息的方法，避免了方位轴角初始化过程，有效的降低了地平式跟踪架的启动时间，具有无需增加额外硬件、实施简单、适用范围广的优点。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种捷联式的空间目标指向迭代计算方法，包括以下步骤：
4、步骤1，实时获得航姿测量模块输出的航姿信息，包括航向ψ、横滚γ以及俯仰θ；
6、步骤3，根据理论指向角度和航姿信息，实时计算地平式跟踪架对准空间目标的甲板指向角，包括航向目标甲板角ψj和俯仰目标甲板角ej，驱动跟踪架转动至该甲板指向角；
7、步骤4，地平式跟踪架对准空间目标后修正航姿测量模块的航向ψ。
8、进一步地，所述步骤3中航向目标甲板角ψj和俯仰目标甲板角ej采用迭代方法计算，具体方式为：
9、(301)建立地平式跟踪架指向坐标系oxayaza，其坐标轴xa平行于水平面指向右方，ya垂直于地平式跟踪架的俯仰轴指向前方，za与xa、ya构成右手坐标系；建立地平式跟踪架方位转盘坐标系oxbybzb，其坐标轴xb平行于地平式跟踪架的俯仰轴指向右方，zb平行于地平式跟踪架的方位轴指向上方，yb与xb、zb构成右手坐标系；
10、(302)构建地理坐标系oxnynzn到oxayaza的坐标变换矩阵
11、
12、式中rx(α)、ry(α)、rz(α)为单轴旋转矩阵，且
13、
14、(303)初始化航向目标甲板角ψj＝0；
15、(304)构建地理坐标系oxnynzn到oxbybzb的坐标变换矩阵
16、
17、(305)构建oxbybzb到oxjyjzj的坐标变换矩阵
18、
19、(306)计算航向目标甲板角ψj和俯仰目标甲板角ej：
20、
21、
22、其中，c[i][j]表示矩阵c中第i行第j列的元素；
23、(307)计算航向目标甲板角偏差δψ＝|ψj-ψ|，若δψ<ψerr，则驱动地平式跟踪架转动至步骤(306)计算的航向目标甲板角ψj和俯仰目标甲板角ej，ψerr是预设的偏差角门限；否则，令ψ＝ψ+ψj，跳转到步骤(304)继续迭代计算。
24、进一步地，步骤4的具体方式为：
25、(401)计算坐标系oxayaza与oxbybzb之间的横滚角度γ′：
26、γ′＝arctan2(-c[0][2],c[2][2])
27、式中c＝rx(e)·ry(γ)·rx(θ),e为地平式跟踪架对准空间目标时的俯仰甲板角；
28、(402)计算航向修正值ψ′，赋值给航姿测量模块替代其航向输出ψ，计算方法如下：
29、ψ′＝2π-arctan2(-c′[1][0],c′[1][1])
30、式中c′＝rx(-e)·ry(γ′)·rx(ed)·rz(-ad)。
31、一种捷联式的空间目标指向迭代计算系统，包括地平式跟踪架，还包括计算处理模块以及安装在方位旋转平台上的航姿测量模块和增量式编码器，计算处理模块采用如上任一项所述的方法计算空间目标指向。
32、采用上述技术方案的有益效果在于：
33、1、本专利技术针对地平式跟踪架将航姿测量模块安装在底座上，需要精确标定方位旋转平台的大盘不水平度的缺点，将航姿测量模块安装在方位旋转平台上，推导了相应的航向修正方法，降低了调试难度；
34、2、本专利技术针对地平式跟踪架方位轴采用增量式编码器时，需要配备标零机构，且开始工作时需要执行方位轴角初始化过程的缺点，提出了以航向作为方位轴角反馈的方法，推导了目标角度的迭代计算方法，避免了方位轴角初始化过程，节省硬件成本的同时，有效的降低了启动时间。
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1.一种捷联式的空间目标指向迭代计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种捷联式的空间目标指向迭代计算方法，其特征在于，所述步骤3中航向目标甲板角ψj和俯仰目标甲板角Ej采用迭代方法计算，具体方式为：
3.根据权利要求2所述的一种捷联式的空间目标指向迭代计算方法，其特征在于，步骤4的具体方式为：
4.一种捷联式的空间目标指向迭代计算系统，包括地平式跟踪架，其特征在于，还包括计算处理模块以及安装在方位旋转平台上的航姿测量模块和增量式编码器，计算处理模块采用如权利要求1-3中任一项所述的方法计算空间目标指向。
【技术特征摘要】
1.一种捷联式的空间目标指向迭代计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种捷联式的空间目标指向迭代计算方法，其特征在于，所述步骤3中航向目标甲板角ψj和俯仰目标甲板角ej采用迭代方法计算，具体方式为：
3.根据权利要求2所述的一种捷联式的...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦超，黄元庆，张立军，刘昕，李涛，张硕，白海龙，王一焕，于立佳，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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