[发明专利]一种基于位置姿态测量系统的机载合成孔径雷达运动参数测量方法

摘要

本发明涉及一种基于位置姿态测量系统的机载合成孔径雷达运动参数测量方法，首先利用激光全站仪标校获得初始时刻IMU与转位机构之间、转位机构与SAR天线之间的相对位置和姿态关系；其次，利用码盘输出的转动角度，计算IMU坐标系下IMU测量中心与SAR天线相位中心之间的动态杆臂以及转轴坐标系与SAR天线坐标系之间方向余弦矩阵；最后，利用POS输出的位置、速度和姿态以及IMU输出的角速度，通过动态杆臂补偿，计算得到SAR天线相位中心的位置、速度和姿态信息。本发明具有计算精度高、易于实现的特点，提高了SAR天线相位中心位置、速度和姿态的测量精度，进而提高雷达成像精度。 1

主权项

1.一种基于POS的机载SAR运动参数测量方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)坐标系建立：建立计算用的坐标系包括POS系统的IMU坐标系、SAR天线坐标系、转轴坐标系、机体坐标系和地理坐标系；

(2)初始信息标校：标校过程采用激光全站仪测量点坐标的方式完成；利用标校获得的转轴姿态角、SAR天线姿态角以及POS系统初始对准得到的IMU姿态角，计算初始t₀时刻IMU坐标系与机体坐标系之间方向余弦矩阵IMU坐标系与转轴坐标系之间方向余弦矩阵以及码盘初始输出角度对应的SAR天线坐标系与转轴坐标系之间初始方向余弦矩阵利用初始标校获得的机体坐标系下IMU测量中心坐标、转轴中心坐标以及SAR天线相位中心坐标，计算t₀时刻IMU坐标系下IMU测量中心与转轴中心之间的固定杆臂

(3)动态杆臂和方向余弦矩阵计算：根据步骤(2)得到的利用t_k时刻码盘输出角度计算t_k时刻SAR天线坐标系与转轴坐标系之间的方向余弦矩阵再根据固定杆臂以及标校得到的转轴中心与SAR天线相位中心坐标，计算t_k时刻IMU坐标系下转轴中心与SAR天线相位中心之间的旋转杆臂和IMU测量中心与SAR天线相位中心之间的动态杆臂L^B(t_k)；

(4)SAR天线相位中心位置计算：利用t_k时刻POS系统输出的位置、姿态角以及步骤(3)得到的动态杆臂L^B(t_k)，计算t_k时刻SAR天线相位中心的位置；

(5)SAR天线相位中心速度计算：利用t_k时刻POS系统输出的位置、速度和姿态角以及IMU输出的角速度，再根据步骤(3)得到的旋转杆臂以及动态杆臂L^B(t_k)，计算t_k时刻SAR天线相位中心的速度；

(6)SAR天线姿态计算：利用t_k时刻POS系统输出的姿态角、步骤(2)得到的方向余弦矩阵以及步骤(3)得到的方向余弦矩阵计算t_k时刻SAR天线相对地理坐标系的姿态角；

(7)重复步骤(3)到(6)，直至POS数据处理结束；

所述步骤(1)中所建立的坐标系定义如下：

(11)IMU坐标系O_Bx_By_Bz_B：IMU测量中心为原点O_B，O_Bx_B与IMU横轴平行指向飞机右侧，O_By_B轴与IMU纵轴平行指向飞机航向，O_Bz_B轴垂直指向上，与另外两个轴构成右手直角坐标系；

(12)SAR天线坐标系O_Sx_Sy_Sz_S：SAR天线阵面的相位中心为原点O_S，O_Sx_S与天线横轴平行，O_Sy_S轴与天线纵轴平行指向飞机航向，O_Sz_S轴垂直于天线阵面指向天线背面，与另外两个轴构成右手直角坐标系；

(13)转轴坐标系O_Rx_Ry_Rz_R：转轴轴线上中心点为原点O_R，O_Rx_R与垂直于转轴轴线指向飞机右侧，O_Ry_R轴沿转轴轴线指向飞机航向，O_Rz_R轴垂直向上，与另外两个轴构成右手直角坐标系；

下载完整专利技术内容需要扣除积分，VIP会员可以免费下载。 免登录下载普通用户下载升级VIP会员，免费下载

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京航空航天大学，未经北京航空航天大学许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】

本文链接：http://www.vipzhuanli.com/patent/201610225400.1/，转载请声明来源钻瓜专利网。