捷联惯导系统姿态算法研究

《捷联惯导系统姿态算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、4""!年#月现代防御技术5?JV4""!第46卷第%期>?@AB6@ACA6DAEADF6?G?HIZ’)V46R’V%"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""捷联惯导系统姿态算法研究!柴卫华，侯芸（中国航天机电集团公司二院二部，北京!""#$%）摘要：姿态算法是捷联惯导系统算法中的一个重要组成部分，研究了一种新的递推补偿方法并在&’()*+,-语言环境下进行了仿真，使其更接近工程实践。关键词：捷联算法；四元数.；等效旋转矢量中图分类号：/012$34.4文献标识码：5文章编号：!""67"#28（4

2、""!）"%7""%47"%!"#$%&’("")"#$*(+,&-)"./&0!"-123$&4’5’*-")1+617),1")&’!%8"*/（!56!）-95:;<=7>?*，9@AB?+（/>5D*,=+*5<(’FK*D=+<(EOP)=+*）(98"-1:"：5GG=G?,<*)J’(=G>H=F*+=HK’(G*+GK*(G’LC:RC*)J’(=G>H，*+

3、D’HK<+F*G=’+*)J’(=G>H=F=+G(’,?D<,=+G>=F*(G=D)<，*+,G>’,=FF=H?)*G<,?+,<(&’()*+,-<+T=(’+H<+GG’H*U<=G+<*(G’K(*DG=D*)<+J=+<<(=+J*KK)=D*G=’+V.；PX?=T*)<+G(’G*G=+JTH；W?*G<(+=’+本文简要介绍了四元数递推法和等效旋转矢量<引言法，对等效旋转矢量法求解载体的姿态角推导了一惯性导航是通过对速度积分得出位置、姿态，对种新的补偿计算方法，该方法的仿真结果表明比以加速度积分

4、得出速度的过程。在捷联式惯性导航系前的等效旋转矢量计算方法精度更高。统中，陀螺和加速度计直接固联在运载体上，直接测=捷联惯导系统的姿态算法量运载体的角运动和线运动。将惯性敏感器输出的量测信息经误差补偿后直接送至导航计算机中进行捷联惯导系统的姿态解算方法有欧拉角法、方实时的姿态矩阵解算，通过姿态矩阵把惯性导航系向余弦法、四元数法。而四元数法比其它方法明显统中加速度计测量的沿运载体坐标系的比力信息，的优越处在于它计算量小、计算精度高、可避免奇异转换到导航坐标系中并求解出载体的加速度的大性，因此当今大多数捷联惯导系统都采用四元数法。小，然后积分得到运载体的速度，速度再积分得到运在捷联姿态算法中

5、主要涉及两个坐标系：导航坐载体的位置；并从姿态矩阵的有关元素中提取运载标系———选地理坐标系!系"#$为导航坐标系，载体的姿态角［!］。这些就是在捷联惯导系统中姿态算体坐标系%系的原点是载体的质心&，&’Y轴指向载法以及速度和位置算法所要解决的问题。体纵轴方向，&(Y轴指向载体竖轴方向，&)Y’Y(Y坐标!收稿日期：4"""7!"74%；修订日期：4""!7"47!2基金项目：预研作者简介：柴卫华（!61%[），女，河北昌黎人，工程师，硕士，主要从事惯导系统信息检测及处理技术和惯导温控技术。通信地址：!""#$%北京!%4信箱"分箱电话（："!"）2##6%1（%@）柴卫华等：捷联惯

6、导系统姿态算法研究·1’·###############################################################系构成的右手直角坐标系即为载体坐标系。!称为纵摇角；载体横轴与水平面之间的夹角"称载体坐标系相对于当地地理坐标系的姿态角由为横摇角。载体坐标系可按下列转动顺序得到［!］航向角、俯仰角、横滚角来表示。载体纵轴轴向在水··&#!!""#"$"%"!"#$!$$!%$!!"#$%$$%%$%!"#$$$%$&平面的投影与北向基准线之间的夹角!称为航向"%""#$!"$$%角，北向偏东为正；载体纵轴与水平面之间的夹角其变换关系为é#"ùé#$ùé

7、’!!’!%’!’ùé#$ùêú"êúêúêúêê$"&!$êê$$&êê’%!’%%’%’êê$$，úúúúúúúúë%"ûë%$ûë’’!’’%’’’ûë%$ûé)*+!)*+",+-.!+-.!+-."+-.!)*+!)*+!+-."#+-.!+-.!)*+"ù式中：’"(ê)*+!+-.!+-."#+-.!)*+")*+!)*+!#+-.!+-."#)*+!+-.!)*+"ú&（!）$êúë#)*+!+-."+-.!)*+!