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《捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中國慣性技術(shù)學(xué)報2000年6月第8卷第2期文章編號:10056734(2000)02003105捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究王養(yǎng)柱,崔中興(北京航空航天大學(xué)自動控制系,北京100083)摘要:對高動態(tài)環(huán)境下的高精度捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的算法進行了深入研究。文中提出了一種新的三回路捷聯(lián)慣導(dǎo)算法,該算法具有姿態(tài)圓錐補償和速度的劃船效應(yīng)和轉(zhuǎn)動效應(yīng)補償。文中推導(dǎo)出了三回路算法中的導(dǎo)航系、機體系和地球系更新的數(shù)學(xué)模型。給出了姿態(tài)圓錐補償、速度劃船效應(yīng)和轉(zhuǎn)動效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。并對該算法進行了仿真研究,最后給出了計算機仿真結(jié)果。關(guān)鍵詞:捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng);三回路算法;圓錐補償;速度補償+中圖分類號
2、:V249.322文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AResearchontheAlgorithmforSINSWANGYangzhu,CUIZhongxing(Dept.ofAutomaticControl,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Inthispaper,adeepresearchismadeonthealgorithmofhighprecisionstrapdowninertialnaviga-tionsystem(SINS)underhighlydynamicsit
3、uationandanewthreeloopalgorithmforSINSisproposed.Thisalgorithmincludestheattitudeconingcompensationandthevelocityscullingaswellastherotationcom-pensation.Themathematicalmodelsofupdatingtheearthfixedcoordinateframe,thenavigationcoordinateframeandthebodycoordinateframearegiveninthispaper,and
4、themathematicalmodelsoftheabovethreeeffectsarealsogiven.Thecomputersimulationforthisalgorithmistakenandtheresultisshownintheend.Keywords:strapdowninertialnavigationsystem;threeloopalgorithm;coningcompensa-tion;velocitycompensation捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是慣性技術(shù)發(fā)展的一個重要方向,國內(nèi)外許多學(xué)者對其進行了深入的研1～6究,取得了豐碩的成果,使捷聯(lián)慣導(dǎo)的
5、應(yīng)用日益廣泛。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展,高速高精度的姿態(tài)積分算法和各種速度補償算法的研究和應(yīng)用得到了有力的推動。本文在傳統(tǒng)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,結(jié)合圓錐補償和速度補償?shù)难芯砍晒?以機體系、導(dǎo)航系和地球系這3個坐標(biāo)系的更新為核心,提出了一種三回路的捷聯(lián)慣導(dǎo)算法,并對其進行了仿真研究。下面文中所用坐標(biāo)系定義如下:I系為慣性空間坐標(biāo)系,原點在地心,x軸和y軸在地球赤道平面,z軸沿地軸指向北極;E系為地球固聯(lián)坐標(biāo)系,x軸在赤道平面內(nèi)指向格林威治線,y軸在赤道平面內(nèi)指向東徑90°,z軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合;N系為導(dǎo)航坐標(biāo)系,文中取為東北天當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系;B系為與載體固聯(lián)的機體坐標(biāo)系。1
6、系統(tǒng)模型[1]根據(jù)方向余弦矩陣的鏈?zhǔn)揭?guī)則:收稿日期:20000129作者簡介:王養(yǎng)柱(1974—),男,陜西西安人,北京航空航天大學(xué)自動控制系博士生,從事慣性導(dǎo)航技術(shù)研究。32王養(yǎng)柱等:捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究AAAC332A=CACA(1)121n可得姿態(tài)矩陣Cb的更新過程為:n(n-1)n(n-1)b(n-1)Cb(n)=Cb(n-1)Cb(n)(2)n(n)n(n)n(n-1)Cb(n)=Cn(n-1)Cb(n)(3)n(n-1)n(n)以上兩式中:Cb(n-1)為tn-1時刻機體系到導(dǎo)航系的方向余弦矩陣;Cb(n)為tn時刻機體系到導(dǎo)航系的b(n-1)方向余弦矩陣
7、:Cb(n)為以慣性系為參考坐標(biāo)系,機體系從tn時刻的位置到tn-1時刻的位置的方向余弦n(n)矩陣;Cn(n-1)為以慣性系為參考坐標(biāo)系,導(dǎo)航系從tn-1時刻的位置到tn時刻的位置的方向余弦矩陣。n位置矩陣Ce的更新過程為:n(m-1)n(m-1)e(m-1)Ce(m)=Ce(m-1)Ce(m)(4)n(m)n(m)n(m-1)Ce(m)=Cn(m-1)Ce(m)(5)n(m-1)n(m)以上兩式中,Ce(m-1)為tm-1時刻地球系到導(dǎo)航系的方向余弦矩陣;Ce(m)為tm時刻地球系到導(dǎo)航系的e(m-1)方向余弦
