http://bhxb.buaa.edu.cnjbuaa@buaa.edu.cnDOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0453基于多变量约束的GNSS瞬时姿态确定方法陈佳佳1，2，袁洪2，徐颖2，袁超2，*，葛建2(1.宿迁学院信息工程学院，宿迁223800；2.中国科学院空天信息创新研究院，北京100094)摘要：传统的直接定姿法或最小二乘法依赖于整周模糊度的成功固定。当卫星数目较少或存在干扰的情形下，模糊度固定成功率会大大降低，进而导致定姿结果不准确。因此，提出基于多变量约束的姿态确定方法，所提方法将整周模糊度和姿态确定视作联合问题进行解算且对基线长度没有限制。利用天线的几何信息和姿态矩阵的正交特性对观测模型进行多变量约束，能够有效提升模糊度固定成功率并实现瞬时定姿。仿真结果表明：即使在信号观测精度非常低的场景下，所提方法也能达到75.7%的模糊度固定成功率；即使只有4颗卫星，所提方法也能达到90%以上的成功率。且在使用超短基线的前提下，所提方法能够达到0.93°的定姿精度。关键词：全球卫星导航系统；多天线；最小二乘；整周模糊度；载波相位中图分类号：TN967.1文献标志码：A文章编号：1001-5965（2023）06-1394-08载体精准姿态信息的获取是导航、制导和控制领域的关键技术之一。惯性导航系统（inertialnavigationsystem，INS）常用于获取连续的姿态角信息并且INS不受电磁信号的干扰[1]。但是高精度INS的价格非常昂贵且误差会随着时间累积。因此，INS通常需要外部辅助信息的校正[2]。随着全球卫星导航系统（globalnavigationsatellitesystem，GNSS）的快速发展，GNSS定姿技术以其低成本、无误差累积等特性得到了广泛的关注[3-4]。当前基于GNSS的姿态确定方法从整体上可以分为2类。第1类是将基线解算和姿态解算分2步进行。例如先分别对多个基线使用无约束的最小二乘模糊去相关调整（least-squaresambiguitydecorrelationadjustment，LAMBDA）方法进行整周模糊度固定并求得基线向量的坐标，随后使用多个基线向量进行载体姿态的计算[5]。常见的直接定姿法和最小二乘法都属于该类方法[6]。第1类方法相对简单，在整周模糊度正确固定的前提下能够获得较为精准的定姿结果。但是当卫星信号质量较差时（如用户位于存在遮挡的城市或峡谷时），则整周模糊度的成功率会大大降低。一旦模糊度固定失败，定姿精度会严重降低[7]。第2类方法是将天线载体的姿态角信息和整周模糊度都作为未知量进行联合求解。通过天线之间的先验信息能够对整周模糊度求解过程进行辅助，进而提升...
