基于铅垂陀螺和CCD线阵的姿态可视化测量方法

摘要

针对现有欧拉角间接测量方法存在的积累和漂移误差等问题，本发明提出了一种基于铅垂陀螺和CCD线阵的姿态可视化测量方法，该方法通过在垂直陀螺轴线上产生的光束和CCD阵列，分别得到运动体的俯仰和滚转角，通过对CCD阵列的高速采集还可以计算俯仰和滚转角速度，并可以直接在显示以实现姿态测量的可视化；本发明通过铅垂陀螺和CCD线阵可以实现姿态和角速度测量，并且可以直接在屏幕上显示测量装置的内部情况，实现了测量的可视化；这种测量方法在飞机盲降、无人机着陆、着舰等有着重要的应用前景。

主权项

1.一种基于铅垂陀螺和CCD线阵的姿态可视化测量方法，其特征包括以下步骤：1)采用高速旋转、指向地心的垂直陀螺，在垂直陀螺轴线上产生光束，将一组CCD线阵分别固定布置在机体轴系的x，y轴上，使得俯仰、滚转、角为零时垂直陀螺轴线上产生光束向CCD线阵的投影位于CCD线阵的中心，当俯仰或滚转角不为零时垂直陀螺轴线上产生光束向CCD线阵的投影在CCD线阵的位置与俯仰和滚转角有对应关系，结构示意图在图1中给出；参照示意图图1，传感器安装时x轴作为飞机体轴系的x轴，y轴作为飞机体轴系的y轴；安装在oxz平面内的CCD线阵平行于ox轴，安装在oyz平面内的CCD线阵平行于oy轴；2)俯仰和滚转角解算式为：3)俯仰和滚转角速度的解算式为：对俯仰角测量序列进行数字微分获得俯仰角速度；对滚转角测量序列进行数字微分得到滚转角速度。