嵌入式載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的研制.pdf

1、載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)是指利用導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)測(cè)定載體（航天器、飛機(jī)、船舶等）的姿態(tài)（航向角、俯仰角和橫滾角），它是航空、航天、航海以及陸地導(dǎo)航中的關(guān)鍵技術(shù)，由于其在軍事、民用、商用等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，已成為研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的載體姿態(tài)測(cè)量技術(shù)是指利用高精度陀螺和加速度傳感器等慣性傳感器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這種方法技術(shù)難度大、設(shè)備昂貴，而且數(shù)據(jù)漂移嚴(yán)重、累積誤差大。目前，隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展，基于GPS載波相位差分技術(shù)的姿態(tài)測(cè)量技術(shù)已成為GP

2、S一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。通過(guò)布置在載體上的GPS天線，測(cè)得GPS信號(hào)的載波相位并進(jìn)行差分處理，就可以得到載體的姿態(tài)。本文圍繞GPS載波相位差分技術(shù)，重點(diǎn)研究了GPS姿態(tài)測(cè)量的理論方法，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了嵌入式的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。
　　 本文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處在于：
　　 （1）研究了整周模糊度的快速求解。在基于載波相位差的載體姿態(tài)測(cè)量中，相位雙差整周模糊度的求解是重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文對(duì)整周模糊度的求解算法進(jìn)行了研究，提出了利用蟻群

3、進(jìn)化算法快速求解整周模糊度的方法。
　　 （2）研究了慣性測(cè)量作為輔助測(cè)姿的方法。利用慣性測(cè)姿的結(jié)果提高GPS載體姿態(tài)測(cè)量的響應(yīng)速度。在實(shí)際物理環(huán)境中，由于GPS信號(hào)受天氣、地理等因素干擾，會(huì)出現(xiàn)GPS信號(hào)質(zhì)量差、接收困難等不利因素。在GPS信號(hào)較弱或者被遮擋情況下，采用慣性測(cè)姿模塊，以保證測(cè)姿的穩(wěn)定性和魯棒性。
　　 （3）研究了姿態(tài)測(cè)量的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。采用TI公司高精度浮點(diǎn)型32位DSP 處理器TMS320C67