飞行器的实时姿态解算方法

小结一下:
在捷联惯导中,b系相对于n系的关系,有以下几种方法:(n系取东北天,b系取右前上,北偏西为正进行推导)
1.三参数法(欧拉角法),特点是用欧拉角法得到的姿态阵永远是正交阵,但是欧拉角微分方程会出现奇点,如按Heading→Pitch→Roll推导时,P=90°是奇点,垂直发射困难。
2.九参数法(方向余弦法),特点是相比三参数法可以全姿态工作,但是由于方向余弦矩阵有9个元素,解矩阵微分方程时相当于解算9个联立微分方程,,由于姿态更新频率太快,计算量太大。
3.四元数法:sins解算最常用方法,利用刚体的定点转动,动坐标绕某一轴u转过一个角度θ,一步到位,四元数Q为n系到b系的旋转四元数,注意每过一段时间要对四元数进行归一化。
4.等效转动矢量法:由于刚体的转动的不可交换性,对一个在空间中方向随时间变化的角速度矢量积分是没有意义的,虽然在陀螺仪高频采样时可以在一个采样周期内把角速度近似看作方向不变并用毕卡算法进行积分,但仍然会引入不可交换性误差。所以用等效转动矢量法去代替方向余弦矩阵微分方程或四元数微分方程的△θ,则可以消除不可交换性误差,然后用θ再去计算四元数或方向余弦矩阵。
飞行器的实时姿态解算方法_第1张图片
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