针对小型无人机三维空间内姿态解算的问题,提出了一种仅利用偏振光传感器进行全姿态角的解算方法。利用偏振光传感器测量的偏振方位角,及通过观测位置和观测时间计算得到的太阳方位角,可以求得当前的航向角。利用太阳矢量在导航坐标系和载体坐标系中的投影,通过解算姿态方程解算出当前的俯仰角与横滚角,实现全姿态角的解算。通过仿真实验证明了该方法的有效性,解算出的姿态角误差在1°以内,能够有效地满足小型无人机的需求,为无人机导航提供一种全新的导航方法。 敬请登录网站在线投稿2018年第6期49图2里面的半球表示以机体坐标系观测得到的天球模型，Sb为太阳在该天球模型上的投影点  本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com，通过公式Sb=xbyb[z]bT表示，半球半径的大小可忽略，通常以1处理。在图2中为区分两个半球，画的大小不一样，实际两个半球的大小相同。图2太阳在不同坐标系中投影示意图当机体坐标系与导航坐标系重合时偏振光传感器-数控滚圆机切管机张家港切管机液压切管机数控切管机折弯机，太阳在两个坐标系的投影点相同。当两个坐标系不重合时，即此时的姿态角不为零时，太阳在导航坐标系和机体坐标系的投影点不同，可以分别计算太阳在不同坐标系中的投影点，根据投影点计算坐标系之间的姿态关系，进而可以计算俯仰角与横滚角。太阳在两个坐标系中投影存在如下关系:Sb=CbnSn(11)将上式展开可得:xby根据式(11)可知，若已知Sb与Sn的大小，利用上一小节可计算出当前的航向角，通过解算上式可求得当前的俯仰角与横滚角，即实现全姿态角的解算。根据式(1)，若已知当前观测位置的经纬度和时间，通过这两个公式可计算出太阳矢量在导航坐标系中的投影Sn。根据瑞利散射模型可知，天空中任意一点的E矢量方向总是垂直于观测方向和太阳矢量方向组成的平面，因此太阳方向矢量也垂直于任意两点E矢量方向(不平行)组成的平面，则可以通过解算E矢量方向求解太阳方向矢量在机体坐标系中的投影Sb，解算方法示意图如图3所示。其中O?偏振光传感器-数控滚圆机切管机张家港切管机液压切管机数控切管机折弯机  本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com