题目：分布式POS系统飞行对准与误差标定方法研究

    位置和姿态测量系统（Position and Orientation System, POS）是航空遥感系统的重要组成部分，它可为遥感载荷提供高精度的位置、速度和姿态信息并进行运动误差补偿，从而提升遥感成像的质量和效率。目前的遥感作业飞行大部分还是功能单一的遥感飞行，一个架次只能安装一种遥感载荷，随着平台技术近些年来的飞速发展，在一个飞行平台上同时安装多种遥感载荷进行联合成像是未来航空遥感技术的发展趋势，而如何对安装在飞行平台上不同位置的遥感载荷同时进行高精度的运动误差测量是该类系统能够正常工作的关键，分布式POS的概念就是为满足上述应用需求而产生的，它具有环境适应性好，数据更新率高，实时性强等优点。

    本文围绕分布式POS应用过程中所面临的飞行对准和误差标定等问题开展研究，主要创新成果如下：

    1、针对分布式POS飞行对准时系统误差模型非线性强的问题，提出了一种基于状态转移阵的分布式POS飞行对准方法，通过状态转移阵并借助于系统的水平位置速度误差，实现系统在飞行中的高精度对准，进而在飞行对准后能够直接采用线性滤波算法，而不是以往飞行对准过程中必须借助于非线性误差模型和各类非线性滤波方法才能实现系统在空中的高精度飞行对准，该方法降低了系统飞行对准的复杂程度和计算负担，提升了系统在使用过程中的实用性和可靠性。

    2、针对分布式POS飞行过程中工作环境变化大，从而导致系统精度特别是子节点测量精度下降的问题，提出了一种基于双捷联算法的POS误差在线标定方法。以往的在线标定方法面临何时进行在线标定结果反馈和如何避免异常数据对滤波器干扰的问题，通过在匀速直线条件下对系统误差模型进行简化处理，并结合POS在遥感作业过程中来回做匀速直线运动的特点进行误差在线标定，利用系统来回两段匀速直线运动的导航误差，实现对系统误差的在线标定，试验结果表明了该方法对提升系统精度的有效性。

    3、针对分布式POS应用过程中子节点惯性测量单元需要安装在飞机机翼上，从而引入较大振动误差导致系统精度下降的问题，提出了一种有效的惯性测量单元内杆臂长度标定及补偿方法，通过角振动台上的验证实验表明，补偿前后系统的导航定位精度和系统的水平姿态精度均得到了有效提升。

    4、针对POS测量精度非常高从而对其进行精度评测较为困难的问题，提出了一种基于加速度计输出的转台倾斜误差标定方法，从而提升了转台基准精度，解决了POS室内高精度测试问题，通过分析高精度基准到POS基准面的误差传递关系，利用加速度计输出对转台自身误差进行反标定，实现转台输出的高精度，从而能够在实验室内对POS进行高精度测试与精度检验，而不再依赖空中三角测量等成本很高的技术手段进行POS精度评测，提升POS开发效率，降低系统开发周期。

    本文开展的上述研究工作，已应用于实际项目当中并获得了良好的效果，其中，高精度同步技术、惯性测量单元内杆臂误差补偿方法、转台倾斜误差标定补偿方法已成功应用于光纤陀螺POS产品当中，动态环境下的POS飞行对准方法和典型航迹条件下的POS误差在线标定方法已应用于高精度POS的事后数据处理当中。这些方法的研究和应用，使得POS在电力巡线和某型雷达成像项目的飞行当中均取得了良好的结果，试验表明，论文研究工作有效的提升了POS系统的可靠性和精度，为分布式POS的应用和飞行奠定了良好基础。