[发明专利]一种干涉仪被动定姿方法

说明书

本发明属电子信息技术领域，涉及一种干涉仪被动定姿方法。本发明通过利用运动平台上的干涉仪在多个时刻测量的辐射源信号相位差对运动平台进行姿态测量。由于干涉仪仅需两个天线，在环境中只有一个辐射源而且辐射源位置信息未知的情况下，也能确定运动平台的姿态，因此与常用的平台姿态测量方法相比，本发明同时降低了平台姿态测量的成本和平台的系统复杂度，进而使其在现实环境中具有更好的实用性。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，涉及一种干涉仪被动定姿方法。

背景技术

姿态测量就是确定平台的轴系在惯性空间中指向，测定星载、机载或车载平台的俯仰轴、滚动轴乃至竖轴的倾斜角度，在摄影、遥感、无线电监测、定位与导航等领域具有重要的应用价值。例如，天线阵列平台的姿态误差是无线电测向的主要误差来源，因此，确定天线阵列平台姿态是用于测向的天线阵列安装的关键。

利用专用的姿态测量传感器确定平台的姿态，但是会增加平台的成本、尺寸重量、系统的复杂程度和功耗。虽然利用卫星导航信号标校天线阵列的平台姿态可节约成本并减少人工干预，但是需要额外的卫星信号接收机，并且还要依赖卫星导航信号的星历信息。

利用平台上的干涉仪测量环境中存在的多个辐射源信号的相位差可以确定平台姿态，但是需要已知多个辐射源的位置信息。在环境中只有一个辐射源或者辐射源位置信息未知的情况下，该方法难以用于确定平台的姿态。

发明内容

本发明的目的是，针对上述问题，提供一种低成本且实用的干涉仪被动定姿方法。该方法通过运动平台上干涉仪在多个时刻测量的辐射源信号相位差对平台进行姿态测量，在环境中只有一个辐射源而且辐射源位置信息未知的情况下，也能确定平台的姿态。

本发明的技术方案是：

首先，初始化，记录辐射源信号的波长，将辐射源所处的区域沿三维坐标轴等间隔划分M×N×P个网格点，确定网格点(m,n,p)的坐标(x_m,y_n,z_p)，m＝1,2,…,M、n＝1,2,…,N和p＝1,2,…,P，并确定运动平台的干涉仪测量相位差的总时刻数Q；

其次，在时刻q，记录运动平台的位置和干涉仪测量的辐射源信号的相位差，并确定相位差向量，q＝1,2,…,Q；

然后，确定网格点(m,n,p)与运动平台在时刻q的位置之间的距离、网格点(m,n,p)对应的系数矩阵，q＝1,2,…,Q，m＝1,…,M,n＝1,…,N,p＝1,…,P；

接着，确定网格点(m,n,p)对应的系数矩阵对应的误差向量以及误差向量的模，m＝1,…,M,n＝1,…,N,p＝1,…,P；

最后，在所有误差向量的模中确定最小值对应的系数矩阵，并利用这个系数矩阵确定运动平台的姿态。

具体包括：

步骤1：初始化，记录辐射源信号的波长λ，将辐射源所处的位置区域沿三维坐标轴(X轴、Y轴和Z轴)等间隔划分M×N×P个网格点，网格点沿三维坐标轴的间距分别为d_x、d_y和d_z，确定网格点(m,n,p)的坐标为(x_m,y_n,z_p)，其中，

x_m＝(m-1)d_x，m＝1,2,…,M，

y_n＝(n-1)d_y，n＝1,2,…,N，

z_p＝(p-1)d_z，p＝1,2,…,P，

并确定运动平台的干涉仪测量相位差的总时刻数Q；