申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2020-11-23

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN112558133B

主分类号：G01S19/53

分类号：G01S19/53;G06F17/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2021.04.13#实质审查的生效;2021.03.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于四阶累积量MUSIC算法的飞行器姿态估计方法，本发明以GPS信号作为信源，其波结构向量作为参照物，把n个缺损电磁矢量传感器的偶极子天线安装在飞行器的机身上，各个传感器异步接收GPS信号，再利用四阶累积量MUSIC算法通过对谱函数进行谱峰搜索，可得到飞行器的三个姿态参数，实现姿态估计。本发明，提高了导航信息利用率，可获得更高的姿态精度，较其它算法更加经济有效，适用于航空或航天飞行器。

主权项：1.一种基于四阶累积量MUSIC算法的飞行器姿态估计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：将n个传感器分别以不同的姿态安装在飞行器上，每个传感器独立接收GPS卫星信号；所述传感器为缺损电磁矢量传感器，且n≥3；步骤2：选择被Y个传感器都能接收到的卫星信号作为信源，2≤Y≤n；步骤3：在Y个信源中随机选择第k个信源,并建立第k个卫星入射到传感器阵列上的导向矢量模型dk；基于模型dk，该第k个信源的载波多普勒频移以及该第k个信源的CA码初始相位，对该第k个卫星信号进行解码，得到N个码片值；步骤4：基于步骤3中的导向矢量模型dk和码片值,利用四阶累积量的MUSIC算法构建飞行器姿态参数的MUSIC谱函数，将MUSIC谱函数的峰值对应的姿态参数作为飞行器当前时刻姿态的估计值；所述步骤3中建立第k个卫星入射到传感器阵列上的导向矢量模型dk：dk＝d'φ,θξγ,η其中 式中，1n为n维元素全为1的列向量，为Kronecker积，表示n个传感器之间独立接收信号形成的相位与飘移增益,xn,yn,zn为第n个传感器在飞行器运动时当前时刻在地理坐标系下的坐标，θ为卫星发射的电磁波的方位角和仰角，λ为波长，Θn为相位延迟，Cn是一个选择矩阵，当从传感器的六根天线中选择一根作为接收单元时，Cn则由6*6的单位阵中某一行向量组成；其中bRn＝bR·bRno，其中，φ1，φ2，φ3，为飞行的姿态参数，所述姿态参数包括航向角，横滚角和俯仰角；φ1no，φ2no，φ3no为第n个传感器的姿态参数，其中γ为卫星发射的电磁波的极化角，η为极化椭圆率，ux,uy,uz分别为卫；所述步骤4中建立MUSIC谱函数具体为：采用四阶累积量的MUSIC算法处理获得的码片值，得到传感器阵列接收到的GPS信号的四阶累积量矩阵为： 为的共轭值，为第t个码片值；对Cx进行特征分解得：其中，H为共轭转置，为由Cx的特征值构成的对角矩阵，为信号子空间，为噪声子空间；利用导向矢量模型与噪声子空间的正交关系，构建飞行器姿态参数的MUSIC谱函数pφ1,φ2,φ3： 其中；det[.]表示求行列式，为共轭值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种基于四阶累积量MUSIC算法的飞行器姿态估计方法

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