[发明专利]一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法

摘要

一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法。利用基于频谱分析的方法设计航空遥感惯性稳定平台用非线性跟踪微分器，令其实时跟踪框架相对角位置，并计算相对角速度。在此基础上，结合高精度位置姿态测量系统（position and orientation system，POS）输出的载荷姿态和角速度信息，实现航空遥感惯性稳定平台工作模式监测和控制。本发明可实时监测航空遥感惯性稳定平台的工作模式，并在航摄出现异常时及时切换平台工作模式并报警，保证航空遥感惯性稳定平台的安全性和可靠性。

主权项

一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法，具体步骤如下：（1）系统上电，控制系统开始工作；（2）ISP进入框架锁紧模式，使用非线性跟踪微分器输出的框架相对角度X1i和相对角速度X2i信息完成位置环和速率环闭环，框架运行至安全位置并锁定；（3）使用POS测量ISP各框架相对当地地理系姿态信息；（4）监测POS测量的ISP各框架相对当地地理系姿态角与设定值的偏差|θi‑θsi|，其中θi为POS测量的ISP框架相对地理系姿态角，θsi为框架相对当地地理系姿态角设定值，若|θi‑θsi|＞σ，σ为3～5倍POS姿态测量精度，则清零ISP中的计时器T0，转至步骤（3）；若|θi‑θsi|≤σ，转至步骤（5）；（5）ISP中的计时器T0计时，若时间T＜τ，其中τ为判断ISP运行平稳的时间标志，取为5～10s，转至步骤（3）；若T≥τ，ISP中的计时器T0清零，转至步骤（6）；（6）ISP进入航摄模式；（7）使用POS测量遥感载荷相对地理系姿态和相对惯性空间角速度信息；（8）使用非线性跟踪微分器跟踪框架角位置传感器输出并计算框架相对角速度信息；（9）监测POS测量的ISP各框架相对当地地理系姿态与设定值的偏差|θi‑θsi|，若|θi‑θsi|≤σ，转至步骤（7）；若|θi‑θsi|＞σ，转至步骤（10）；（10）监测POS测量的ISP相对惯性空间角速度ωi，若|ωi|＞δ，δ为遥感载荷能够承受的最大角速度，向平台控制系统发出框架扰动过大报警，由其调整ISP航摄模式控制参数，转至步骤（7）；若|ωi|≤δ，转至步骤（11）；（11）监测非线性跟踪微分器输出框架相对角度X1i，若||X1i|‑|θLi||≤ε， 其中θLi为框架最大限位角度，ε为3～5倍框架相对角位置测量精度，转至步骤（2）；若||X1i|‑|θLi||＞ε，转至步骤（12）；（12）系统故障，控制系统停止工作。