陈 杨，唐 艳，周 伟，徐昕诰

（61081部队，北京100094）

0 引 言

GPS最初设计主要用于精密定位及授时，随着计算机技术及载波相位差分技术的发展成熟，利用多个GPS天线组成载体姿态测量系统，对载体姿态进行实时或事后测量已经成为GPS研究领域的一个方向。利用GPS进行载体姿态测量精度取决于GPS测量的精度，同时还与其他一些因素有关，如天线的夹角、基线的长短等［1－2］。给出利用三天线直接求解载体姿态参数方法，探讨了影响三天线姿态解算误差的因素，给出实例，并分析在给定条件下GPS姿态解算误差的大小。

1 三天线GPS姿态解算模型

1.1 天线架设及载体平台坐标系的建立

天线架设如图1所示，选天线1的相位中心为载体平台坐标系的原点，天线1指向天线2的连线与载体运动方向相同，此方向为载体平台坐标系的Y轴正方向，载体平台坐标系的X轴垂直于Y轴，并指向载体前进方向右侧，载体平台坐标系的Z轴与其X，Y轴垂直，构成右手坐标系。载体姿态定义在本坐标系上，横滚角为绕载体平台坐标系Y轴旋转的角度，向右旋转为正，向左为负，用r表示；俯仰角为绕载体平台坐标系X轴旋转的角度，向上旋转为正，向下为负，用p表示；航向角为绕载体平台坐标系Z轴旋转的角度，从真北方向起算，0～360°，用h表示。

图1 天线架设示意图

1.2 坐标系转换

利用GPS进行载体姿态测量，得到的原始数据是各历元GPS天线相位中心在WGS－84坐标系下的结果［3］。为了计算载体姿态，首先以天线1的定位结果作为当地水平坐标系的坐标原点将天线2和天线3的定位结果，转换成当地水平坐标系中的坐标。……