运动平台姿态下多传感器融合坐标统一方法详解

本文主要探讨了多运动传感器测量系统中的一个重要问题，即如何在飞机、舰船和车辆等移动平台装备不同类型传感器的情况下，实现运动平台坐标系与目标坐标系的统一。作者于永生、刁联旺、王晓璇和张桂林来自中国电子科技集团公司第二十八研究所的信息系统工程重点实验室，他们的研究着重关注的是平台姿态对目标方位和俯仰角测量精度的影响。 首先，他们深入分析了平台姿态变化对运动平台坐标系中的关键参数，如侧倾角、前倾角以及平面旋转角和平面旋转轴角等概念的定义。这些因素直接影响了传感器获取的数据精度，因为平台的姿态会改变传感器观测到的目标方向。为了克服这一挑战，他们明确了受姿态变化影响的平台直角坐标系与平台空间直角坐标系之间的关系。 接着，他们提出了一个关键的转换方法，即如何通过运动平台传感器测量到的目标斜距、假方位和假俯仰角来准确地计算出目标在大地经纬度和海拔高度的坐标。这涉及到正变换解析技术，它提供了从平台坐标到大地坐标的有效转换步骤，确保了数据融合的准确性。 同样重要的是，他们还设计了一种反变换解析方法，可以从目标的实际大地坐标出发，逆向计算出运动平台传感器需要的坐标信息，包括目标斜距、假方位和假俯仰角。这种反向转换对于确保平台姿态调整和补偿误差，从而提高整个系统的稳定性至关重要。 本文的研究成果对于处理复杂运动环境下的传感器数据融合具有重要意义，特别是在需要高精度定位和导航的军事、航空和自动驾驶等领域。关键词“坐标变换”、“运动平台姿态”、“前倾角”和“平面旋转角”突显了文章的核心内容，它们共同构成了运动平台坐标统一方法的基础理论和技术支撑。 通过这篇文章，读者可以了解到如何有效地处理运动平台上的传感器数据，减少因姿态变化引起的误差，并最终实现精确的目标定位和姿态控制。这对于提高多传感器系统的整体性能和可靠性有着重要的实际应用价值。