捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)算法研究

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1、4""!年#月現(xiàn)代防御技術(shù)5?JV4""!第46卷第%期>?@AB6@ACA6DAEADF6?G?HIZ’)V46R’V%"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)算法研究!柴衛(wèi)華，侯蕓（中國(guó)航天機(jī)電集團(tuán)公司二院二部，北京!""#$%）摘要：姿態(tài)算法是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)算法中的一個(gè)重要組成部分，研究了一種新的遞推補(bǔ)償方法并在&’()*+,-語(yǔ)言環(huán)境下進(jìn)行了仿真，使其更接近工程實(shí)踐。關(guān)鍵詞：捷聯(lián)算法；四元數(shù).；等效旋轉(zhuǎn)矢量中圖分類號(hào)：/012$34.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：5文章編號(hào)：!""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<(+=’+本文簡(jiǎn)要介紹了四元數(shù)遞推法和等效旋轉(zhuǎn)矢量<引言法，對(duì)等效旋轉(zhuǎn)矢量法求解載體的姿態(tài)角推導(dǎo)了一慣性導(dǎo)航是通過(guò)對(duì)速度積分得出位置、姿態(tài)，對(duì)種新的補(bǔ)償計(jì)算方法，該方法的仿真結(jié)果表明比以加速度積分

4、得出速度的過(guò)程。在捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系前的等效旋轉(zhuǎn)矢量計(jì)算方法精度更高。統(tǒng)中，陀螺和加速度計(jì)直接固聯(lián)在運(yùn)載體上，直接測(cè)=捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的姿態(tài)算法量運(yùn)載體的角運(yùn)動(dòng)和線運(yùn)動(dòng)。將慣性敏感器輸出的量測(cè)信息經(jīng)誤差補(bǔ)償后直接送至導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中進(jìn)行捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的姿態(tài)解算方法有歐拉角法、方實(shí)時(shí)的姿態(tài)矩陣解算，通過(guò)姿態(tài)矩陣把慣性導(dǎo)航系向余弦法、四元數(shù)法。而四元數(shù)法比其它方法明顯統(tǒng)中加速度計(jì)測(cè)量的沿運(yùn)載體坐標(biāo)系的比力信息，的優(yōu)越處在于它計(jì)算量小、計(jì)算精度高、可避免奇異轉(zhuǎn)換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中并求解出載體的加速度的大性，因此當(dāng)今大多數(shù)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)都采用四元數(shù)法。小，然后積分得到運(yùn)載體的速度，速度再積分得到運(yùn)在捷聯(lián)姿態(tài)算法中

5、主要涉及兩個(gè)坐標(biāo)系：導(dǎo)航坐載體的位置；并從姿態(tài)矩陣的有關(guān)元素中提取運(yùn)載標(biāo)系———選地理坐標(biāo)系!系"#$為導(dǎo)航坐標(biāo)系，載體的姿態(tài)角［!］。這些就是在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中姿態(tài)算體坐標(biāo)系%系的原點(diǎn)是載體的質(zhì)心&，&’Y軸指向載法以及速度和位置算法所要解決的問(wèn)題。體縱軸方向，&(Y軸指向載體豎軸方向，&)Y’Y(Y坐標(biāo)!收稿日期：4"""7!"74%；修訂日期：4""!7"47!2基金項(xiàng)目：預(yù)研作者簡(jiǎn)介：柴衛(wèi)華（!61%[），女，河北昌黎人，工程師，碩士，主要從事慣導(dǎo)系統(tǒng)信息檢測(cè)及處理技術(shù)和慣導(dǎo)溫控技術(shù)。通信地址：!""#$%北京!%4信箱"分箱電話（："!"）2##6%1（%@）柴衛(wèi)華等：捷聯(lián)慣

6、導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)算法研究·1’·###############################################################系構(gòu)成的右手直角坐標(biāo)系即為載體坐標(biāo)系。!稱為縱搖角；載體橫軸與水平面之間的夾角"稱載體坐標(biāo)系相對(duì)于當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系的姿態(tài)角由為橫搖角。載體坐標(biāo)系可按下列轉(zhuǎn)動(dòng)順序得到［!］航向角、俯仰角、橫滾角來(lái)表示。載體縱軸軸向在水··&#!!""#"$"%"!"#$!$$!%$!!"#$%$$%%$%!"#$$$%$&平面的投影與北向基準(zhǔn)線之間的夾角!稱為航向"%""#$!"$$%角，北向偏東為正；載體縱軸與水平面之間的夾角其變換關(guān)系為é#"ùé#$ùé

7、’!!’!%’!’ùé#$ùêú"êúêúêúêê$"&!$êê$$&êê’%!’%%’%’êê$$，úúúúúúúú?%"??%$??’’!’’%’’’??%$?é)*+!)*+",+-.!+-.!+-."+-.!)*+!)*+!+-."#+-.!+-.!)*+"ù式中：’"(ê)*+!+-.!+-."#+-.!)*+")*+!)*+!#+-.!+-."#)*+!+-.!)*+"ú&（!）$êú?#)*+!+-."+-.!)*+!