关于捷联惯导解算的理解笔记
来源:互联网 发布:大众点评数据平台 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 04:06
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捷联式惯性导航
捷联:与载体固联
惯性:牛顿力学定律,惯性定律
导航:引导航行
加速度计:测的为比力加速度,载体系相对于惯性系
陀螺仪:测得为角速度,载体系相对于惯性系
惯性导航的基本思路:加速度一次,二次积分得到速度与位置信息;角速度一次积分得到姿态信息(不是很准确的描述)
加计与陀螺测得的信息不能直接进行积分,都各自包含各种冗余信息,在解算时需要去掉这些信息,得到载体系相对于导航系的加速度和角速度,然后再进行解算。
方向余弦矩阵:矩阵可以表示变换,加上三角函数,表示角度的变换。
四元数:用四个元素描述一个三维空间的一个轴的转动,即与轴-角对应。
等效旋转矢量:求解四元数微分方程时,用其代替Δθ,消除不可交互性误差。等于一个在一个轴向的角度矢量,对其微分求解,再带入到四元数微分方程中。
不可交互性误差:
解算
1.低动态:方向余弦矩阵直接和四元数相等,求解四元数的微分方程
2.高动态:在求解四元数微分方程时,会出现一个变化的角度,这个角度的引入会产生不可交互性误差,当在高动态的情况下,载体系会出现圆锥运动,所以这种不可交互性误差会直接影响到解算过程,产生比较到的误差。所以可以利用等效旋转矢量,把载体系三次转换,等效于过载体系一个轴的一次转动。另四元数等于这个等效旋转矢量,求解旋转矢量的微分方程。单子样即为四元数微分方程的求解,还有双子样,三子样,四子样。以三子样为例,其实就是把求解四元数微分方程的变化的角度分解为三个时间,三次变化。每个微小的时间内角度是变化微小的,而对于微小角时,会在很到程度上减小这种不可交互性误差,具体理解过程可以结合角速度矢量的有限转动和无限小转动(上图为鉴)。子样越多,这种误差会越小,但是计算量会很大,影响解算过程。
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