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　　分布式POS时间同步算法及软件设计 　　分布式POS时间同步算法及软件设计 　　摘 要： 分布式POS是一种基于惯性/卫星组合技术的柔性基线多节点高精度时空测量系统，是多任务航空遥感载荷高精度成像的关键装置。为了实现分布式POS系统高精度数据融合，该文设计了分布式POS数据采集以及数据融合的时间同步算法，设计分布式POS传递对准算法，编写分布式POS数据处理电路软件，并对算法进行车载实验验证。实验结果表明，分布式POS时间同步算法实现了分布式POS各节点位置、速度、姿态信息的高精度测量。 　　关键词： 分布式POS; 多传感器; 数据融合; 时间同步 　　中图分类号： TN911?34; V243.5 文献标识码： A ： 1004?373X(2016)08?0001?05 　　Design of time synchronous algorithm and softulti?node high?precision measurement system based on SINS/GPS integrated navigation technique. It is a key high?accurate imaging device for multitask airborne loading remote sensors. For high?precision data fusion of the airborne distributed POS， a time synchronization algorithm for data acquisition and data fusion of the distributed POS is proposed in this paper. A transfer alignment algorithm ounted experiment . The experiment results shoe synchronization algorithm realized the high?precision measurement of multi?mode’s position， velocity and attitude for distributed POS. 　　Keyulti?sensor; data fusion; time synchronization 　　0 引 言 　　机载对地观测系统是以飞机为观测平台，利用成像载荷获取地球表层大范围、高精度、多层次空间信息的一种尖端综合性技术[1]，随着高分辨率航空遥感技术的发展，新型航空遥感系统如基于同一飞行平台的高效多任 [本文由. l，POS)研究，解决多个成像载荷时空信息精确测量难题[2]。分布式POS是一种基于惯性/GPS(Global Positioning System)组合及传递对准技术的柔性基线多节点高精度时空测量装置，已成为航空遥感的关键技术之一[3?4]。 　　对于同一载机的多种或多个观测载荷，采用传统的单一POS显然无法满足不同安置点多载荷的高精度运动参数测量的需求，而且因体积、重量、成本等因素的限制，在各观测载荷处均安装一个高精度POS也不现实。因此，迫切需要建立起高精度分布式POS系统[5]。较为可行的分布式POS系统由一个高精度主POS和多个子惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)组成。其中子IMU依靠主POS高精度位置、速度、姿态等运动参数对其进行传递对准实现子IMU运动信息精确测量。 　　本文设计了分布式POS数据采集以及数据融合两个层次的时间同步算法，进行了分布式POS数据处理计算机的软件设计，为验证算法有效性，进行了车载实验验证。实验结果表明，本文所设计算法实现了分布式POS的基本功能，能够测量主/子节点高精度位置、速度、姿态信息。 　　1 分布式POS组成及特点 　　机载分布式POS由安装在机体中轴上的主POS和对称分布在两侧机翼下方的两个子IMU构成。如图1所示，主POS由一个高精度的主IMU，GPS天线以及安装在机舱内的数据处理计算机组成，其工作原理与传统单一POS相同，由数据处理计算机将GPS数据与主IMU惯性导航数据进行卡尔曼滤波，输出主节点高精度的位置、速度、姿态信息。子IMU利用传递对准技术，将主POS的实时导航结果与自身惯性导航数据融合，获取子节点高精度的位置、速度、姿态信息。 　　分布式POS是典型的多传感器测量系统，相比于传统单一POS，更多的传感器数量带来了更复杂的时间同步问题;此外，子IMU需要利用传递对准技术，将杆臂补偿后的主POS实时导航结果与自身惯性导航数据进行传递对准，完成子节点位置、速度、姿态信息的获取。本文的分布式POS