全球定位系统（GPS）是一种利用地球上的卫星网络进行定位和导航的系统，广泛应用于军事、民用、科研等领域。姿态解算是指确定一个物体相对于固定参考坐标系（如地球）的位置、方向和旋转角度的过程，这对于飞行器、车辆、船舶等动态物体的精确控制至关重要。
在传统的GPS姿态解算中，通常采用双差分模型，它通过消除公共的钟差和大气延迟影响，提高了定位精度。然而，双差分模型的一个显著问题是观测值之间存在强相关性，这在初始对准或初始化阶段可能导致计算困难和时间消耗过大。为了解决这一问题，文章提出了基于单差模型的姿态解算算法。
单差模型相比双差模型，其观测值之间相关性较低，可以提供更多的独立信息。在该算法中，通过引入码观测量辅助载波相位观测值，增加了信息量，有助于提高解算的稳定性和精度。算法的核心在于递归估计模糊度浮点解及其方差协方差矩阵。模糊度是GPS定位中的一个关键参数，通常表示为整数倍的波长，精确估计模糊度对于提高定位和姿态解算的精度至关重要。在这里，使用LAMBDA（Least Squares Ambiguity Decorrelation Adjustment，最小二乘模糊度解相关调整）算法来估计整周模糊度，LAMBDA方法以其高效和数值稳定性而被广泛应用。
实验结果显示，这种基于单差模型的算法在初始化时间上显著减少，仅为传统双差模型所需时间的大约1/50。这意味着在动态姿态解算中，该算法可以更快速地进入稳定工作状态，适用于实时、高效的应用场景。
此外，该算法不仅计算量较小，而且具有良好的数值稳定性，这对于实际应用来说非常重要，因为它能保证在各种环境条件下的可靠性能。结合其在缩短初始化阶段的优势，该算法特别适用于需要快速准确姿态信息的动态系统，例如无人驾驶车辆、无人机和海洋航行器等。
基于GPS单差模型的姿态解算算法通过优化观测值处理方式和利用LAMBDA算法，有效地解决了双差模型的初始化难题，提高了动态姿态解算的效率和精度，为GPS定位系统的应用开辟了新的可能。
