1、十姿態測量原理載體姿態角是相對于LLS坐標系而言的。載體姿態的解算實際就是求解表述BFS和LLS這兩個坐標系之間轉換關系的3個歐拉角的過程。同一基線在載體坐標系中的位置矢量和在當地水平坐標系中的位置矢量之間的關系反映了載體坐標系和當地水平坐標系間的旋轉變換關系，通過這個關系就可以求出載體的姿態。假設載體為剛體，則固連于載體的GPS接收機天線的位置相對于載體坐標系固定不變，所以載體坐標系的基線向量是不變化的。天線在載體坐標系中的位置可事先由GPS靜態試驗或其它方法測出，即可認為載體坐標系中基線向量是己知的。故如何求解當地水平坐標系中的基線向量是姿態解算研究的重點。在實際作業中，一般采用多個GPS

2、天線構成姿態測量系統。如圖3.1所示的方法：A,B為兩GPS天線，把連接兩個GPS接收機天線的線段稱為基線。若指定基線的方向，則把這個有方向的基線稱為基線向量。因為GPS姿態測量系統中，基線長度遠小于接收機天線與GPS衛星之間的距離(20200km),所以由天線A指向GPS衛星的單位矢量和由天線B指向GPS衛星的單位矢量可以看作相同。同理，可以把GPS信號的波前看作是平面波(若近似取天線到GPS衛星的距離為20000kkm,則對于10m長的基線，把GPS信號波前看作平面波和球面波僅差O.OO25mm;基線長度為100m,誤差也僅0.25mm)OPSI星；成的j-圖3.1姿態測量原理圖由圖3.1

3、可知:對應于雙差觀測方程，2-50有:媼=-Krf-/）-（+4）一7陽BC4進而可以寫成：其中：ekj=ek-ej為基線AB中點分別到衛星k,j的單位矢量ek與ej之差。若兩個接收機同時觀測到n顆衛星，以1號星為主星，則可形成由n-1個雙差觀測構成的觀測方程組，忽略雙差觀測后殘差的影響，寫成矩陣形式：因為GPS定位一般情況下可見衛星均在4顆以上，如果知道了初始整周模糊度的大小,就可以由此方程組結算出載體的姿態角了。由上述方法得到的基線矢量解事再WGS-84地球直角坐標系下，而表征載體姿態的參數應該定義在LLS坐標系下，所以還需要進行坐標rU工*人做其小變換，即需要把WGS-84直角坐標系下的

4、基線矢量轉換到載體坐標系下:(35)首先將WGS-84坐標變換到LLS系內。設LLS坐標系的原點（參考天線）位于WGS-84yWGSyWGSyWGS坐標人0與，其地球經度和緯度分別為Lo和Bo.依次經過坐標平移，繞ZWGS軸旋轉Lo+9O,繞XWGS軸旋轉900-Bo.則得到非參考天線（或WGS-84空間中任意一點）在當地水平坐標系中的坐標值，即:vLLSyl一sin/cos4sin穌cos4cos綜8s4一sin4sin&sin4cosB。cosBj*Yssin穌染磔(3-6)二arctan(3-7。)(3-78)Lo和Bo可以由接收機給出，也可以根據下式由WGS-84坐標值求得yWGSL=

5、叱的（不而）A一八*口/sinB、8=arctan+）其中：a,b分別表示WGS橢圓的長半徑和短半徑：W=yl-e2sin2B；2a2-b2e=:或者采用如下的簡化形式求得大地緯度:rzC2+e-12(3-7c)=()sincos+24(-)sin2D(2-3sin20)+4(-)2(6-35sin2ORR+35sin46)sin(I)(3-4sin26)+4()sin2(20-77sin2P+63sin46)+16(-)3(1-12sin26R+30sin4D-20sin6G)/?=V(x)2+(rs)2+(z)2由于LLS與BFS兩坐標系原點重合，都位于參考天線的相位中心，兩個坐標系變換的

6、參數就是三個歐拉狀態角，即航向角y,俯仰角p和橫滾角r。根據坐標變換原理，將LLS坐標一次繞ZLLS軸，XLLS軸和YLLS軸旋轉y,p和r角度，將得到該點在BFS系中的坐標,即:BFH，用調COST0-sinr0sinrCOcosP-sinpcospcos7sinp.siny0cosrcos-smrsuipsmy-cospsnysinrcosy+cosrsinp鼾npcosrsinj+sinrsinpcosycospcosysinrsinycosrsinpcosy-sinrcospsinpcosrcospXYlZLLSLLS(3-8)0),兩條基線上非參考設基線參考接收機天線的LLS坐標為X1llsYiLLSZiLLS(0,0,天線的LLS坐標分別為X2LLSY2ssz2LLS和X3LLSY3ssz3LLS,則根據式（3-8）可以由三個天