北航慣性導(dǎo)航作業(yè)二.doc

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1、個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途慣性導(dǎo)航作業(yè)個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途一、數(shù)據(jù)說明：1：慣導(dǎo)系統(tǒng)為指北方位的捷連系統(tǒng)。初始經(jīng)度為116.344695283度、緯度為39。975172度，高度h為30米。初速度v0=［-9。993908270;0。000000000;0。348994967］。2：jlfw中為600秒的數(shù)據(jù)，陀螺儀和加速度計(jì)采樣周期分別為為1/100秒和1/100秒。3：初始姿態(tài)角為［2190]（俯仰,橫滾,航向，單位為度),jlfw。mat中保存的為比力信息f_INSc（單位m/s^2)、陀螺儀角速率信息wib_INSc（單位rad/s），排列順序?yàn)橐粇三行分別為X、Y、Z向信息

2、.4：航向角以逆時(shí)針為正.5:地球橢球長半徑re=6378245；地球自轉(zhuǎn)角速度wie=7。292115147e-5；重力加速度g=g0＊（1+gk1＊c33^2）*(1-2＊h/re)/sqrt(1—gk2＊c33^2);g0=9。7803267714；gk1=0.00193185138639；gk2=0。00669437999013；c33=sin（lat緯度）；二、作業(yè)要求：1：可使用MATLAB語言編程，用MATLAB編程時(shí)可使用如下形式的語句讀取數(shù)據(jù)：loadD：。。.文件路徑.。。jlfw,便可得到比力信息和陀螺儀角速率信息。用角增量法。2：(1）以系統(tǒng)經(jīng)度為橫軸，緯度

3、為縱軸（單位均要轉(zhuǎn)換為：度）做出系統(tǒng)位置曲線圖；(2)做出系統(tǒng)東向速度和北向速度隨時(shí)間變化曲線圖（速度單位：m/s，時(shí)間單位:s）；（3）分別做出系統(tǒng)姿態(tài)角隨時(shí)間變化曲線圖（俯仰，橫滾，航向,單位轉(zhuǎn)換為：度，時(shí)間單位：s）；　　以上結(jié)果均要附在作業(yè)報(bào)告中.3:在作業(yè)報(bào)告中要寫出“程序流程圖、現(xiàn)階段學(xué)習(xí)小結(jié)",寫明聯(lián)系方式.個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途(注意程序流程圖不是課本上的慣導(dǎo)解算流程,而是你程序分為哪幾個(gè)模塊、是怎樣一步步執(zhí)行的,什么位置循環(huán)等,讓別人根據(jù)該流程圖能夠編出相應(yīng)程序)（學(xué)習(xí)小結(jié)按條寫，不用寫套話）4:作業(yè)以紙質(zhì)報(bào)告形式提交，附源程序。三、基本原理和公式1、初始姿態(tài)矩陣的

4、確定：根據(jù)初始姿態(tài)角求四元數(shù):再根據(jù)四元數(shù)求方向余弦矩陣的初始矩陣：2、指北方位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)解算:“平臺(tái)”指令角速度為:加速度計(jì)獲得的比力信息為載體坐標(biāo)系中各個(gè)軸向的比力，而我們需要的比力為地理坐標(biāo)系中各個(gè)軸向的比力,它們之間應(yīng)用矩陣做變換:個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途根據(jù)比力信息可以求出各個(gè)方向上的加速度:因此可以求得速度為:載體所在位置的地理緯度L、經(jīng)度可由下列方程求得:3、四元數(shù)姿態(tài)矩陣的更新：式中，為陀螺所測得的角速度。用畢卡逼近法更新的值，T為采樣時(shí)間4、姿態(tài)角的求解:姿態(tài)角與姿態(tài)矩陣的關(guān)系：個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途式中,,分別為俯仰角，滾轉(zhuǎn)角和偏航角，以逆時(shí)針為正方向,而課本上是

5、以順時(shí)針為正，因此需要對課本上的公式進(jìn)行修改，將代入原公式可得現(xiàn)公式。如果記則由以上兩式即可解算出姿態(tài)角:四、程序流程圖個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途五、結(jié)果個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途六、小結(jié)這次作業(yè)是捷聯(lián)慣導(dǎo)的解算，是利用上次作業(yè)的結(jié)果對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。和上次不同，這次遇到了較多的問題.首先,對捷聯(lián)慣導(dǎo)的基本原理理解的不夠深刻,比如坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換,四元數(shù)微分方程的求解.其次，由于課本的姿態(tài)角是以順時(shí)針為正，而原始數(shù)據(jù)是以逆時(shí)針為正，因此需要對書上的公式進(jìn)行修改，在這個(gè)過程中就出現(xiàn)了許多問題，比如正負(fù)號(hào)問題.總之,這次作業(yè)彌補(bǔ)

6、了學(xué)習(xí)上的不足，使我對基本原理理解更為深刻,也初步了解慣導(dǎo)的基本操作.七、程序clccleara=load（’C:UsersAdministratorDocumentsMATLAB/jlfw。dat')；Wib_INSc=a（：,2：4)’;f_INSc=a(：，5：7)’；%第一列:數(shù)據(jù)包序號(hào)第二至四列：分別為東、北、天向陀螺儀角速率信息wib_INSc（單位:rad/s）%第五至七列:分別為東、北、天向比力信息f_INSc（單位：m/s^2）.L（1,:）=zeros（1，60001);Lambda(1,:）=zeros（1,60001)；Vx(1,:)=zeros(1,6

7、0001);Vy(1,：）=zeros(1,60001）;Vz(1，:)=zeros（1,60001）；Rx（1，:）=zeros（1,60001);％定義存放卯酉圈曲率半徑數(shù)據(jù)的矩陣Ry(1,:)=zeros(1，60001)；％定義存放子午圈曲率半徑數(shù)據(jù)的矩陣psi(1，:)=zeros(1,60001）；％定義存放偏航角數(shù)據(jù)的矩陣theta(1,：）=zeros(1，60001）;％定義存放俯仰角數(shù)據(jù)的矩陣gamma(1,:）=zeros