CN102679979B - 一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法 - Google Patents

Abstract

一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法。利用基于频谱分析的方法设计航空遥感惯性稳定平台用非线性跟踪微分器，令其实时跟踪框架相对角位置，并计算相对角速度。在此基础上，结合高精度位置姿态测量系统（position and orientation system，POS）输出的载荷姿态和角速度信息，实现航空遥感惯性稳定平台工作模式监测和控制。本发明可实时监测航空遥感惯性稳定平台的工作模式，并在航摄出现异常时及时切换平台工作模式并报警，保证航空遥感惯性稳定平台的安全性和可靠性。

Description

一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法

技术领域

本发明涉及一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法，可用于各类航空遥感惯性稳定平台的工作模式监测与控制。

背景技术

高分辨率对地观测是航空遥感系统发展的重要方向，但是受大气紊流和载机自身因素的影响，载机机体无法保持平稳匀速飞行，造成安装在载机上的成像载荷视轴摇晃，成像质量下降。航空遥感惯性稳定平台（I nertiallyStabilized Platform，ISP)可隔离载机角运动，跟踪当地地理水平，消除干扰力矩对成像载荷的影响，保证成像载荷稳定成像。

三轴惯性稳定平台的工作模式主要分为航摄模式和框架锁紧模式。当工作在航摄模式时，三轴惯性稳定平台控制系统利用高精度位置姿态测量系统（position and orientation system，POS）提供姿态基准，利用光纤陀螺测量的框架相对于惯性空间角速度信息，实现框架位置环和速率环闭环控制，保证遥感载荷相对当地地理系稳定。但当飞机在起飞、降落、变更测绘航线时，平台不再保持相对当地地理系稳定，而是锁定在安全位置，以保护成像载荷和平台自身。并且，当航摄过程中遇到的扰动超过遥感载荷的承受范围或设备发生故障时，ISP应能够发出相应报警。

目前，三轴惯性稳定平台利用POS提供的姿态信息监测飞机是否变更测绘航线；利用框架相对角位置信息监测框架是否达到限位。由于现有技术仅依靠姿态和位置信息对ISP运动状态进行监测，无法监测作用在遥感载荷上的扰动大小，不能对ISP的所有运动状态进行监测。因此，需要引入POS测量的遥感载荷三轴角速度，对平台的运动模式进行监测和控制。并且当ISP框架运行在锁紧模式时，需要使用框架相对角速度信息实现速率环闭环。由于ISP中没有专门的角速度传感器，需要基于框架相对角位置信息进行相对角速度计算。通常采用的方法有差分法、卡尔曼滤波法、状态观测器法和非线性跟踪微分器等。其中，差分法是最常用的由位置信息计算速度方法，该方法原理简单，但其噪声放大效应与采样时间成反比，噪声抑制能力较差。并且，由于三轴惯性稳定平台模型参数很难精确测量，卡尔曼滤波或状态观测器法等不适于在ISP中应用。非线性跟踪微分器可以从不连续或者带随机噪声的被测信号中检测出连续信号及其微分信号，能够很好的抑制微分噪声，其计算不依赖于对象模型，跟踪和微分精度随采样频率的增大而提高。非线性跟踪微分器主要应用在自抗扰控制器中，为控制输入安排过渡过程，也可应用在惯性导航领域，提供导航信号的高精度微分。虽然其输出微分的精度很高，但相比于差分法，其运算量较大。并且，非线性跟踪微分器的参数通常凭经验设计，没有统一的方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服常规惯性稳定平台工作模式监控方法的不足，提供一种基于POS提供ISP三轴姿态和速度信息、框架相对角度信息以及非线性跟踪微分器的航空遥感惯性稳定平台工作模式监测与控制方法，提高航空遥感惯性稳定平台的安全性和可靠性。

本发明的技术解决方案为：一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法，具体步骤如下：

（1）系统上电，控制系统开始工作；

（2）ISP进入框架锁紧模式，使用非线性跟踪微分器输出的框架相对角度X_1i和相对角速度X_2i信息完成位置环和速率环闭环，其中非线性跟踪微分器参数设计方法如下：

①对平台航摄过程中框架位置数据进行离线频谱分析，在频谱图中取幅值接近框架角位置传感器精度的信号对应频率，作为非线性跟踪微分器的最、跟踪带宽w₀，进而得到非线性跟踪微分器“速度因子”r的最小值令速度因子”r在r₀～5r₀之间取值，对最小r值进行估计，使非线性跟踪微分器能够快速跟踪位置输入信号；

②在步骤①确定r的基础上，令非线性跟踪微分器“滤波因子”h₀在3h～10h之间取值，对h₀进行估计，使非线性跟踪微分器输出的微分信号在延时小于采样步长h的情况下，精度达到最高。

（3）使用POS测量ISP各框架相对当地地理系姿态角信息；

（4）监测POS测量的ISP各框架相对当地地理系姿态与设定值的偏差|θ_i-θ_si|，其中θ_i为POS测量的ISP框架相对地理系姿态角，θ_si表示框架相对当地地理系姿态角设定值。若|θ_i-θ_si|＞σ，σ为3～5倍POS姿态测量精度，清零ISP中的计时器T0，转至步骤（3）；若|θ_i-θ_si|≤σ，转至步骤（5）；

（5）ISP中的计时器T0计时，若时间T＜τ，其中τ为判断ISP运行平稳的时间标志，取为5～10s，转至步骤（3）；若T≥τ，ISP中的计时器T0清零，转至步骤（6）；

（6）ISP进入航摄模式；

（7）使用POS测量遥感载荷相对地理系姿态和相对惯性空间角速度信息；

（8）使用非线性跟踪微分器跟踪框架角位置传感器输出并计算框架相对角速度信息；

（9）监测POS测量的ISP各框架相对当地地理系姿态与设定值的偏差|θ_i-θ_si|，若|θ_i-θ_si|≤σ，转至步骤（7）；若|θ_i-θ_si|＞σ，转至步骤（10）；

（10）监测POS测量的ISP相对惯性空间角速度ω_i，若|ω_i|＞δ，δ为遥感载荷能够承受的最大角速度，说明此时ISP框架扰动过大，向平台控制系统发出报警，由其调整ISP航摄模式控制参数，转至步骤（7）；若|ω_i|≤δ，转至步骤（11）；

（11）监测非线性跟踪微分器输出框架相对角度X_1i，若||X_1i|-|θ_Li||≤ε，其中θ_Li为框架最大限位角度，ε为3～5倍框架相对角位置测量精度，转至步骤（2）；若||X_1i|-|θ_Li||＞ε，转至步骤（12）；

（12）系统故障，控制系统停止工作。

本发明的原理是：通过框架位置响应频谱分析和实际框架位置伺服实验设计航空遥感惯性稳定平台用非线性跟踪微分器。然后使用POS测量遥感载荷三轴姿态信息、三轴角速度信息与非线性跟踪微分输出的各框架相对角位置、角速度信息，对ISP的工作模式进行监测和控制。

首先，设计ISP用非线性跟踪微分器，二阶非线性跟踪微分器的离散形式为：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{fh}=\mathrm{fhan}(x_1\left(k\right)-v\left(k\right),x_2\left(k\right),r,h_0)\\ x_1(k+1)=x_1\left(k\right)+{\mathrm{hx}}_2\left(k\right)\\ x_2(k+1)=x_2\left(k\right)+h\·\mathrm{fh}\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中fhan(α,β，λ，η)为：

$\mathrm{fhan}(\mathrm{\α},\mathrm{\β},\mathrm{\λ},\mathrm{\η})=-\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\λsng}\left(a\right)& \left|a\right|>\mathrm{\λ\η}\\ \mathrm{\λa}/\left(\mathrm{\λ\η}\right)& \left|a\right|\≤\mathrm{\λ\η}\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中α,β，λ，η为函数fhan(.)自变量，参数a为：

$a=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\β}+(\sqrt{{\left(\mathrm{\λ\η}\right)}^2+8\mathrm{\λ}|\mathrm{\α}+\mathrm{\η\β}|}-\mathrm{\λ\ι\η})/2& |\mathrm{\α}+\mathrm{\η\β}|>{\mathrm{\λ\η}}^2\\ \mathrm{\β}+(\mathrm{\α}+\mathrm{\η\β})/\mathrm{\η}& |\mathrm{\α}+\mathrm{\η\β}|\≤{\mathrm{\λ\η}}^2\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(1)中，x₁(k)为跟踪微分器对输入u(k)的最速跟踪，为输入信号u(k)的近似微分。h为系统采样步长，参数r和h₀可调。r决定微分器跟踪速度称为“速度因子”，r越大，跟踪微分器输出x₁跟踪输入信号越快、越准确，并且能在很大数值范围内能很好地给出所需的微分信号。但r过大会在频带中引入过多的高频分量，造成微分信号的振荡。h₀主要对噪声起滤波作用，称为“滤波因子”。当积分步长h确定时，h₀越大，跟踪微分器抑制噪声的能力越强，但h₀过大会导致跟踪信号及其微分产生超调甚至振荡，并产生很大的幅值变化和相位损失，一般取h₀＝3h～10h。

非线性跟踪微分器的带宽w₀与参数r之间的关系为：

$w_0\≈1.14\sqrt{r}---\left(4\right)$

并且，若取r≥r₀非线性跟踪微分器即可无超调跟踪频率在范围内的输入信号，进而得到输入的微分。通过分析平台实际飞行实验中框架位置数据的频谱，确定非线性跟踪微分器的跟踪带宽w₀。由

$r\≈w_0^2/{1.14}^2---\left(5\right)$

可得到参数r的最小值令速度因子”r在r₀～5r₀之间取值，对最小r值进行估计，使非线性跟踪微分器能够快速跟踪位置输入信号。

非线性跟踪微分器的跟踪和微分性能受到r和h₀的共同影响，在确定r后，令非线性跟踪微分器“滤波因子”h₀在3h～10h之间取值，对h₀进行估计，使非线性跟踪微分器输出的微分信号在延时小于采样步长h的情况下，精度达到最高。

ISP使用POS测量遥感载荷三轴姿态信息、三轴角速度信息与非线性跟踪微分输出的各框架相对角位置、角速度信息，对ISP的工作模式进行监测和控制。ISP的工作模式主要包括航摄模式和框架锁紧模式两种。当工作在航摄模式时，ISP控制系统利用POS提供的相对当地地理系姿态基准，利用光纤陀螺测量的框架相对于惯性空间角速度信息，实现框架位置环和速率环闭环控制，保证遥感载荷相对当地地理系稳定，以满足遥感载荷稳定成像要求。当框架锁紧模式下式，ISP使用非线性跟踪微分器输出的框架相对角度X_1i和相对角速度X_2i信息完成位置环和速率环闭环，使平台框架运行并锁定在框架角位置传感器零位。

当控制系统上电后，为保护成像载荷，ISP首先进入框架锁紧模式。

当ISP工作在框架锁紧模式时，模式监控系统实时监测POS测量的ISP框架相对当地地理系姿态角θ_i，由于受到ISP框架相对角位置传感器精度和ISP控制系统性能的影响，框架角位置在一定范围内波动，为保证ISP异常模式判断的准确性，取ε为3～5倍框架相对角位置测量精度。若框架相对当地地理系姿态与设定值的偏差|θ_i-θ_si|＞σ，说明飞行尚未恢复平稳，ISP应继续保持在框架锁紧模式，并且终止平稳时间计时，ISP中的计时器T0清零。若|θ_i-θ_si|≤σ，说明飞行在此时较平稳，ISP中的计时器T0开始对平稳时间进行计时，若T＜τ，说明飞机平稳飞行尚未稳定，应继续保持在框架锁紧模式并更新POS输出的ISP框架相对当地地理系姿态；若T≥τ（考虑到ISP的响应速度，τ取5～10s）。此时，说明飞行恢复平稳，达到遥感载荷工作条件，可恢复到航摄模式。为保证下次计时器T0正常应用，此时清零ISP中的计时器T0。

当ISP工作在航摄模式时，横滚框和俯仰框的姿态给定θ_sx＝θ_sy＝0，（x,y分别代表横滚框和俯仰框），方位框需稳定在航线的正方向。由于航线为往复型，ISP方位角设定为θ_set，或与其相差180°的由于ISP并不能完全隔离航摄过程中存在的大气湍流等随机扰动，正常航摄模式下POS输出的三轴姿态在与设定值存在一定偏差的范围内波动，为保证ISP异常模式判断的准确性，取σ为3～5倍POS姿态测量精度。若POS输出姿态偏离设定值小于σ，则认为ISP航摄模式工作正常；否则，若POS输出的框架角速度|ω_i|＞δ（δ为遥感载荷能够承受的最大角速度），说明此时飞机扰动过大，为避免大的扰动对遥感载荷和ISP造成损坏，此时监控系统向平台控制系统发出飞机扰动过大报警。平台控制系统根据扰动的大小，对ISP航摄模式参数进行分段控制。重新更新框架相对当地地理系姿态、相对惯性空间角速度信息，以及框架间相对角位置和角速度信息。若|ω_i|≤δ，说明此时飞机扰动在正常范围内，若此时框架还未运行至锁紧位置，则认为POS或者ISP系统故障，控制系统停止工作，进行检查。若框架已运行至锁紧位置，即||X_1i|-|θ_Li||≤ε（i＝x,y,z，分别代表横滚框、俯仰框和方位框，θ_Li为各框架限位角度），说明现在飞机运行环境已超出ISP的正常工作范围，应切换至框架锁紧模式，以保护遥感载荷与ISP自身。

本发明与现有技术相比的优点在于：通过实时监测ISP相对当地地理系姿态、相对惯性空间角速度以及非框架相对角位置和角速度信息，设计了ISP工作模式监控方法与I SP用非线性跟踪微分器，并使用非线性跟踪微分器实现了在框架锁紧模式下I SP的位置环和速率环控制。该方法可实时、有效监测飞机的运行状态和外界扰动，并完成ISP工作模式的运行、切换与报警。

附图说明

图1为应用了本发明的航空遥感惯性稳定平台ISP控制系统框图；

图2为ISP工作在航摄模式时框架控制系统框图；

图3为ISP工作在框架锁紧模式时框架控制系统框图；

图4为三轴惯性稳定平台框架工作模式监测与切换流程图；

图5为使用差分法与本发明中非线性跟踪微分器后ISP框架位置伺服实验响应曲线对比图。

具体实施方式

航空遥感惯性稳定平台由外至内分别是横滚框、俯仰框和方位框，横滚框绕X轴旋转，俯仰框绕Y轴旋转，方位框绕Z轴旋转，三个框架的控制系统相对独立。POS安装在载荷相位中心，ISP三轴分别装有框架角位置传感器和力矩电机。当ISP工作在航摄模式时，控制系统根据POS实时提供载荷的三轴姿态信息和光纤陀螺提供的ISP三轴角速度信息，控制力矩电机进行动作。当ISP工作在锁紧模式时，控制系统利用非线性跟踪微分器提供框架相对角度和角速度信息，控制力矩电机进行动作。控制系统采数字伺服控制技术，使用FPGA完成外设的数据采集，使用DSP实现控制算法和非线性跟踪微分器。

应用了本发明的航空遥感惯性稳定平台ISP控制系统框图如图1所示。由内而外分别为电流环、速率环和位置环。电流环用于加快力矩电机转矩响应速度，同时抑制电机反电动势扰动；速率环用于提供速率阻尼，提高系统的稳定性和对干扰的响应速度；位置环用于调整成像载荷视轴的精确指向，跟踪当地地理水平和载机航向。图中，位置、速率和电流控制器均为PID控制器；θ_in为框架相对于当地水平的角位置给定，且θ_in＝0；θ_out为框架相对于当地水平的角位置输出；ω_in为框架角速率给定；ω_out为框架角速度输出；I_in为力矩电机电流给定；I_out为力矩电机电流输出；K_T为力矩电机力矩系数；J为包括载荷在内的框架转动惯性。位置控制器根据ISP框架位置设定θ_in和位置反馈之差，通过PID算法，计算速率环给定ω_in；速率控制器根据速率环给定ω_in和速率环反馈，通过PID算法，计算电流环给定I_in；电流控制器根据电流环给定ω_in和电流环反馈，通过PID算法，控制PWM功率放大器产生电压，驱动电机电枢，输出驱动力矩M_m；驱动力矩作用在平台框架（传递函数为），产生角速度ω_out，经过积分环节得到角位置输出θ_out。图1中，使用电流传感器实时测量电机电枢电流，完成电流环反馈；使用光纤陀螺实时测量ISP框架相对惯性空间的角速度，输入模式监控模块；使用光栅尺测量框架相对角位置，输入非线性跟踪微分器；非线性跟踪微分器跟踪的框架相对角位置和计算得到的框架相对角速度信息输入模式监控模块；使用POS实时测量遥感载荷相对当地地理系的姿态和相对惯性空间的角速度信息，输入模式监控模块。平台工作模式监控模块根据得到的信息进行判断，选择不同信号完成框架速率环和位置环闭环。当ISP工作在航摄模式时，如图2所示，平台工作模式监控模块使用POS输出的ISP相对当地地理系三轴姿态和光纤陀螺输出的ISP相对惯性空间三轴角速度，完成ISP位置环和速率环闭环。当ISP工作在框架锁紧模式时，如图3所示，平台工作模式监控模块使用非线性跟踪微分器输出的框架相对角位置和角速度，完成ISP位置环和速率环闭环。

本发明的具体实施方法如下：

（1）系统上电，控制系统开始工作；

（2）I SP进入框架锁紧模式，使用非线性跟踪微分器输出的框架相对角度X_1i和相对角速度X_2i信息完成位置环和速率环闭环，其中非线性跟踪微分器参数设计方法如下：

①对平台航摄过程中框架位置数据进行离线频谱分析，在频谱图中取幅值接近框架角位置传感器精度的信号对应频率，作为非线性跟踪微分器的最小跟踪带宽w₀，进而得到非线性跟踪微分器“速度因子”r的最小值令速度因子”r在r₀～5r₀之间取值，对最小r值进行估计，使非线性跟踪微分器能够快速跟踪位置输入信号；

②由于非线性跟踪微分器的跟踪和微分性能受到r和h₀的共同影响，在步骤①确定r的基础上，令非线性跟踪微分器“滤波因子”h₀在3h～10h之间取值，对h₀进行估计，使非线性跟踪微分器输出的微分信号在延时小于采样步长h的情况下，精度达到最高。

（3）使用POS测量ISP各框架相对当地地理系姿态角θ_i，其中i＝x,y,z，分别代表横滚框、俯仰框和方位框；

（4）监测POS测量的ISP各框架相对当地地理系姿态与设定值的偏差|θ_i-θ_si|，其中θ_i为POS测量的ISP框架相对地理系姿态角，θ_si表示框架相对当地地理系姿态角设定值。由于ISP并不能完全隔离航摄过程中存在的大气湍流等随机扰动，正常航摄模式下POS输出的三轴姿态并不是完全等于设定值，而是在与设定值存在一定偏差的范围内波动，为保证ISP异常模式判断的准确性，取σ为3～5倍POS姿态测量精度。若|θ_i-θ_si|＞σ，清零ISP中的计时器T0，转至步骤（3）；若|θ_i-θ_si|≤σ，转至步骤（5）；

（5）ISP中的计时器T0计时，考虑到ISP的响应速度，判断ISP运行平稳的时间标志τ取为5～10s。若时间T＜τ，转至步骤（3）；若T≥τ，ISP中的计时器T0清零，转至步骤（6）；

（6）ISP进入航摄模式，分别使用POS提供ISP三轴姿态和光纤陀螺提供的三轴角速度完成位置环和速率环闭环；

（7）使用POS测量遥感载荷三轴姿态信息θ_i和角速度信息ω_i；

（8）使用非线性跟踪微分器跟踪框架角位置传感器输出的各框架相对角位置X_1i和角速度X_2i；

（9）监测POS测量的ISP各框架相对当地地理系姿态与设定值的偏差|θ_i-θ_si|，θ_si表示框架姿态角设定值。若|θ_i-θ_si|≤σ，σ为3～5倍POS姿态测量精度，转至步骤（7）；若|θ_i-θ_si|＞σ，转至步骤（10）；

（10）监测POS测量的ISP相对惯性空间角速度ω_i，若|ω_i|＞δ，δ为遥感载荷能够承受的最大角速度，说明此时ISP框架扰动过大，向平台控制系统发出报警，由其对ISP航摄模式参数进行分段控制，转至步骤（7）；若|ω_i|≤δ，转至步骤（11）；

（11）监测非线性跟踪微分器输出框架相对角度X_1i。由于受到ISP框架相对角位置传感器精度和ISP控制系统性能的影响，框架角位置信息在一定范围内波动，为保证ISP异常模式判断的准确性，ε为3～5倍框架相对角位置测量精度。若||X_1i|-|θ_Li||≤ε，其中θ_Li为框架最大限位角度，转至步骤（2）；若||X_1i|-|θ_Li||＞ε，转至步骤（12）；

（12）系统故障，控制系统停止工作。

本发明实时监测ISP航摄模式和框架锁紧模式工作状态，并使用非线性跟踪微分器完成ISP框架锁紧模式下速率环反馈，对ISP进行控制。图5为使用差分法与使用本发明中非线性跟踪微分器后ISP框架位置伺服实验曲线对比图。其中图5(a)为ISP框架位置伺服实验曲线图，图5(b)为ISP框架位置伺服实验曲线稳态放大图。图5共记录75s实验数据，虚线表示使用差分法测速时ISP框架位置伺服曲线，实线表示使用非线性跟踪微分器测速时ISP框架位置伺服曲线。由图5(a)知，使用差分法和非线性跟踪微分器进行速率环闭环时，ISP框架由0°伺服至+2°时，系统调节时间(稳态误差优于2％时视为进入稳态)近似，均约为1s。但由图5(b)知，使用差分法进行速率环闭环时框架位置伺服稳态误差为±0.015°，使用非线性跟踪微分器进行速率环闭环时框架位置伺服稳态误差为±0.002°。可见，使用非线性跟踪微分器进行速率环闭环时ISP框架位置伺服的调节时间与使用差分法闭环时近似，但非线性跟踪微分器显著提高了位置伺服稳态精度。

Claims (2)

1.一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法，具体步骤如下：

(1)系统上电，控制系统开始工作；

(2)惯性稳定平台ISP进入框架锁紧模式，使用非线性跟踪微分器输出的框架相对角度X_1i和相对角速度X_2i信息完成位置环和速率环闭环，框架运行至安全位置并锁定；

(3)使用位置姿态测量系统POS测量ISP各框架相对当地地理系姿态信息；

(4)监测POS测量的ISP各框架相对当地地理系姿态角与设定值的偏差|θ_i-θ_si|，其中θ_i为POS测量的ISP框架相对地理系姿态角，θ_si为框架相对当地地理系姿态角设定值，若|θ_i-θ_si|＞σ，σ为3～5倍POS姿态测量精度，则清零ISP中的计时器T0，转至步骤(3)；若|θ_i-θ_si|≤σ，转至步骤(5)；

(5)ISP中的计时器T0计时，若时间T＜τ，其中τ为判断ISP运行平稳的时间标志，取为5～10s，转至步骤(3)；若T≥τ，ISP中的计时器T0清零，转至步骤(6)；

(6)ISP进入航摄模式；

(7)使用POS测量遥感载荷相对地理系姿态和相对惯性空间角速度信息；

(8)使用非线性跟踪微分器跟踪框架角位置传感器输出并计算框架相对角速度信息；

(9)监测POS测量的ISP各框架相对当地地理系姿态与设定值的偏差|θ_i-θ_si|，若|θ_i-θ_si|≤σ，转至步骤(7)；若|θ_i-θ_si|＞σ，转至步骤(10)；

(10)监测POS测量的ISP相对惯性空间角速度ω_i，若|ω_i|＞δ，δ为遥感载荷能够承受的最大角速度，向平台控制系统发出框架扰动过大报警，由其调整ISP航摄模式控制参数，转至步骤(7)；若|ω_i|≤δ，转至步骤(11)；

(11)监测非线性跟踪微分器输出框架相对角度X_1i，若||X_1i|-θ_Li||≤ε，其中θ_Li为框架最大限位角度，ε为3～5倍框架相对角位置测量精度，转至步骤(2)；若||X_1i|-θ_Li||＞ε，转至步骤(12)；

(12)系统故障，控制系统停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种航空遥感三轴惯性稳定平台工作模式监控方法，所述步骤(2)中非线性跟踪微分器参数设计方法，其特征在于步骤如下：

①对平台航摄过程中框架位置数据进行离线频谱分析，取幅值接近框架角位置传感器精度的信号对应频率，作为非线性跟踪微分器的最小跟踪带宽w₀，进而得到非线性跟踪微分器“速度因子”r的最小值r₀为速度因子”r在r₀～5r₀之间取值，对最小r值进行估计，使非线性跟踪微分器能够快速跟踪位置输入信号；

②在步骤①确定r的基础上，令非线性跟踪微分器“滤波因子”h₀在3h～10h之间取值，对h₀进行估计，使非线性跟踪微分器输出的微分信号在延时小于采样步长h的情况下，精度达到最高。