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《基于四元數(shù)法的捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)的姿態(tài)解算》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第16卷第10期光學精密工程Vol.16No.102008年10月OpticsandPrecisionEngineeringOct.2008文章編號10042924X(2008)1021963208基于四元數(shù)法的捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)的姿態(tài)解算1,2111張榮輝,賈宏光,陳濤,張躍(1.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所,吉林長春130033;2.中國科學院研究生院,北京100039)摘要:載體的姿態(tài)解算算法是實現(xiàn)捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)精確導航的核心技術(shù)之一。分析了歐拉法、方向余弦法、四元數(shù)法求解姿態(tài)矩陣的優(yōu)缺點,采用四元數(shù)法與方向余弦法兩種解算方法分別計
2、算載體姿態(tài),兩種方法的計算結(jié)果之差與理論真值比較以得到解算的相對誤差,從而驗證了四元數(shù)法的正確性和有效性。最后,指出提高采樣頻率和采用高階計算算法能進一步減小姿態(tài)解算誤差。數(shù)字化仿真與轉(zhuǎn)臺試驗結(jié)果表明,本文提出的載體姿態(tài)解算法的理論數(shù)值相對誤差-10-3為10%,測試實驗相對誤差為10%,計算時間為36μs,具有良好的實時性。關(guān)鍵詞:捷聯(lián)慣導系統(tǒng);姿態(tài)解算;四元數(shù)法;飛行導航控制技術(shù)中圖分類號:V448.22文獻標識碼:AAttitudesolutionforstrapdowninertialnavigationsystembasedonquatern
3、ionalgorithm1,2111ZHANGRong2hui,JIAHong2guang,CHENTao,ZHANGYue(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:Theattitudesolutionforcarrierisoneofthek
4、eytechnologiesforprecisionnavigationofStrapdownInertialNavigationSystem(SINS).Inthispaper,thestrongpointsanddefectsofEuleral2gorithm,directioncosinealgorithmandquaternionalgorithmwereanalyzed.Then,thecarrieratti2tudewascomputedseparatelyaccordingtoquaternionalgorithmanddirectcos
5、inealgorithm,andthecomparativedeviationwasobtainedbycontrastingthesetwosolutiondeviationwiththeoryresults.Thesecomparsonsprovethevalidityofquaternionalgorithmandconcludethatincreasingsamplingfrequencyandadoptinghigh2levelcomputealgorithmcanlowercomputedeviation.Digitalsimulation
6、-10andexperimentresultsshowthatthecarrierattitudesolutionrelativedeviationis10%withnumer2-3icaltheoryand10%withtestexperimentresults,thecomputetimeis36μs.Theproposedattitudesolutionmethodcansatisfythereal2timedemand,andcanofferausefulreferenceforstrapdowniner2tialnavigationtechn
7、ologyappliedinengineering.Keywords:StrapdownInertialNavigationSystem(SINS);attitudesolution;quaternionalgorithm;navigationandcontroltechnologyofaircraft收稿日期:2008208207;修訂日期:2008209203.基金項目:吉林省杰出青年基金資助項目(No.20060115);中國科學院“三期創(chuàng)新”平臺資助項目1964光學精密工程第16卷用載體坐標系相對導航坐標系的三次轉(zhuǎn)動角確1引言定,習慣上俯仰角和
8、偏航角用θ和ψ表示,滾轉(zhuǎn)角用γ表示。目前主要的研究方法為:歐拉法、方向捷聯(lián)慣導是一種自主式的導
