GPS坐标系的转换及其在姿态求解中的应用(2)

GPS坐标系的转换及其在姿态求解中的应用

118毕崇伟,等：FlexRay 在导弹测试系统中的应用第 30 卷4.2 测试通道问题 一般来说，导弹测试需要的开关量信号的范围为 0~±28V，因此，可采用光耦对开关量信号进行数字化 处理，将开关量信号转换为逻辑电平信号，或将逻辑 电平信号转换为开关量信号。脉冲量信号的处理方式 与开关量信号相同。对于弹上输出的模拟量信号，由 于各种信号的值均在几十伏以上，所以需要对信号进 行预先的综合调理，然后采用 ADC 进行模/数转换处 理，再经过锁存，最后输入 C5509 进行测量。C5509 输出的数字信号经 DAC 数/模转换后，输入缓冲器， 再输入弹上。由于要采集多个模拟量信号，为了满足 多路分时传送的需要，输入通道需配置多路转换器。 4.3 抗干扰问题[5] 在导弹测试过程中，总会出现一定的干扰源。对 于电源干扰，可采用专用的抗尖峰干扰抑制器。对于 地线干扰，可将数字地和模拟地分别接地，然后在一 点处将两种地连接起来。另外，还可以同时采用硬件 和软件两种抗干扰技术来抑制干扰源，防止其扩散。（上接第 115 页）5 结束语FlexRay 总线技术是新推出的一种现场总线接口 标准，将其应用于导弹测试系统中，是一种新的设计 思路。采用 FlexRay 总线技术，以 C5509 为 DSP，设 计了导弹测试系统，具有测试速度快，可靠性好等特 点。新技术的应用，必将加快导弹测试速度，缩短导 弹技术准备时间，提高部队战斗力。 参考文献：[1] [2] [3] [4] [5] Philips Semiconductors Corp. TJAl080 Data Sheet FlexRay Transceiver,2006. 毕崇伟,等. LONworks 节点开发方法与应用[J].海军航 空工程学院学报,2003(1):161-164. 崔吉俊. 火箭导弹测试技术[M].北京:国防工业出版社， 1999. Texas Instruments Inc. C5509 Dual-Core Processor Data Manual, 2004. 邵云峰,等. 弹上电气系统电磁兼容性设计[J].现代防御 技术,2007(4):34-37.4 算例为验证本文所推导公式的有效性， 进行以下实验。 在某载体上安装一条长为 7.5 m 左右的基线，其上，安置两个天线 A 与 B，现通过 GPS 观测来求定基线 AB 的方位角和俯仰角， 选取其中 5 条数据计算见表 1：表 1 导航坐标及载体姿态的计算编号 1 2 3 4 5 点名 A B A B A B A B A B X（m） -2609447.97 -2609451.78 -2609447.98 -2609451.77 -2609447.99 -2609451.71 -2609447.99 -2609451.70 -2609448.00 -2609451.65 Y（m） 4452578.18 4452582.94 4452578.19 4452582.93 4452578.20 4452582.94 4452578.22 4452582.92 4452578.23 4452582.92 Z（m） 3735322.04 3735326.91 3735322.05 3735326.90 3735322.06 3735326.88 3735322.07 3735326.87 3735322.08 3735326.85 N（m） 0.382 0.382 0.382 0.382 0.381 E（m） 0.874 0.874 0.820 0.820 0.775 U（m） 7.752 7.709 7.665 7.619 7.576ψ66.40 66.39 65.03 65.01 63.80θ-83.31 -83.27 -83.91 -83.87 -84.38其中，X，Y，Z 分别为 WGS84 坐标，NEU 分别 为 B 相对于 A 的导航坐标，ψ 、θ 分别为载体基线的 航向角和俯仰角，其单位为度。首先计算 A 点的 WGS84 大地坐标，再通过式（7）计算其导航坐标， 最后通过式（12）来计算 AB 的方位角和俯仰角。从 表 1 可知 AB 的方位从第 1 条数据的北偏东 66.4° 向西 偏移，在第 5 条数据时变成北偏东 63.8° ，俯仰角为 83° 左右，说明该载体头部向下俯冲。计算结果说明 本文所推导公式是正确有效的。定的方法进行了推导与说明。以上公式已经通过 C++ 程序实现，并经过了工程实践验证。整个推导过程条 理清晰，在实际工程中有一定的参考价值。 参考文献：[1] 李征航,黄劲松. GPS 测量与数据处理[M]. 武汉:武汉大 学出版社,2005. [2] 孔祥元,郭际明,刘宗泉. 大地测量学基础[M]. 武汉:武 汉大学出版社,2002. [3] 徐绍铨,张华海,杨志强,等. GPS 测量原理及应用[M]. 武汉:武汉大学出版社,2004. [4] 范胜林. GPS 姿态及定向系统的研究与实现[D]. 南京 航空航天大学博士学位论文,2001. [5] 刘基余, GPS 卫星导航定位原理与方法[M]. 北京:科学 出版社,2003.5 结束语本文在欧拉角旋转的基础上详细推导了 WGS84 坐标系， 导航坐标系以及载体坐标系之间的转换关系， 推导出相应的转换矩阵，并在此基础上对载体姿态求