基于预测-校正-改进算法解算SINS姿态的四元数微分方程

四阶Runge-Kutta（R-K）算法解算四元数微分方程，不能保证单位四元数的“单位”性。采用预测-校正-改进线性多步算法，能够在要求的误差范围内，长时间保证其“单位”性。仿真结果表明：预测-校正-改进算法，不仅能够精确地解算四元数微分方程，而且单位四元数的“单位”精度明显比预测-改进算法高出-个数量级。     

基于预测-校正-改进算法解算SINS姿态的四元数微分方程

四阶Runge-Kutta(R-K)算法解算四元数微分方程,不能保证单位四元数的"单位"性.采用预测-校正-改进线性多步算法,能够在要求的误差范围内,长时间保证其"单位"性.仿真结果表明:预测-校正-改进算法,不仅能够精确地解算四元数微分方程,而且单位四元数的"单位"精度明显比预测-改进算法高出一个数量级.     

高动态环境下的捷联惯导系统姿态算法的研究

捷联姿态算法性能的优劣直接影响捷联系统的导航精度，文中以精确弹药为应用对象．对高动态环境下的四元数的四阶一龙格库塔法和三子样旋转矢量法通过仿真进行了比较。以典型圆锥运动为输入信号．以圆锥漂移为检验算法的基准，应用simulink建立的仿真模型给出了姿态角误差仿真的结果，并对结果进行了分析。仿真结果表明．等效旋转矢量法对提高高动态环境下的导航精度更具有实用价值。     

减小动态误差的捷联系统姿态算法研究

针对陀螺输出信号的两种不同形式 ,以圆锥运动条件下的圆锥误差和计算量为指标 ,对捷联惯导系统姿态计算中的旋转矢量算法和旋转矢量迭代算法进行了研究 ,分析了由角速度提取角增量的方法对旋转矢量算法精度的影响 ,提出二子样迭代算法不如单步的三子样算法优越。     

捷联惯导系统姿态算法实现及工程应用

对适合工程应用的捷联惯导系统姿态算法进行分析,在随机干扰、陀螺漂移以及分辨率误差条件下进行了仿真,对姿态算法的精度和抗干扰性进行了考核,确定陀螺的指标和系统姿态算法,对系统进行了标定,将龙格库塔算法应用在捷联惯导系统工程样机中,完成了捷联惯导系统工程样机的建立。     

基于无陀螺捷联惯导系统的四元数算法

在捷联惯导系统中,针对以往解算姿态角精度不高、导航误差随时间积累较快、解算存在奇异、精度不高等问题,采用了一种四元数解算算法,该方法只需求解由四元数所表示的四个姿态运动微分方程。实验证明,该方法算法简单,易于操作,从一定程度上抑制了误差的积累。     

基于旋转四元数的姿态解算算法

为解决传统姿态解算算法无法有效抑制不可交换误差的问题,利用旋转矢量推导出了大运载体小角度运动时的旋转四元数微分方程,并对该算法和加性误差四元数算法的姿态解算效果进行了比较实验。结果证明,在低动态过程中,旋转四元数算法不仅可以有效抑制不可交换误差,而且在大失准角环境下也能够有效工作,更具有算法计算量小、易实现和精度较高等优点。     

捷联式制导系统中四元数的计算

推导了捷联式制导系统中四元数微分方程的数值求解方法,分析了误差的传递。为了使计算得到的四元数为单位四元数,构造了保持范数算法和误差自适应校正算法。     

一种新的捷联惯性导航系统姿态四元数方程求解方法

为了解决传统四元数算法计算精度不高的问题,借鉴三子样旋转矢量法的求解过程,提出了一种新的四元数微分方程求解方法——三子样四元数法。三子样四元数法结合四元数微分方程求解旋转四元数的高阶导数,用抛物线拟合载体的角速度并给出角增量形式的计算公式,再根据旋转四元数泰勒展开式建立求解模型。仿真结果表明,当三子样四元数法取到9阶时,整体结果优于三子样旋转矢量法。     

捷联系统四元数工具误差分离模型研究

惯性器件的误差会使导弹飞行参数计算产生偏差,直接影响导弹的命中精度,通过实验数据分离惯性器件工具误差系数并反馈给数学平台进行误差补偿是提高导弹命中精度的主要手段。在四元数的基础上建立了捷联惯导系统工具误差分离模型,并对该模型进行了工具误差系数分离。仿真实验结果验证了该工具误差模型的正确性,其系数分离结果要优于传统的欧拉角误差模型,该模型的建立为捷联惯导技术的工程实践提供了重要参考。     

基于四元数坐标变换法的火炮身管姿态伺服控制研究

某履带式自行火炮随动系统采用捷联惯性导航装置来检测火炮身管姿态,实现射角射向的高精度控制.为解决火炮随动系统高低向伺服和方位向伺服存在的控制耦合问题,采用四元数法,将捷联惯导测量值与射角射向主令诸元从地理坐标系下转换到车体坐标系下,分别解出方位向和高低向调转误差,通过位置控制器和电机驱动系统完成火炮身管姿态闭环控制.在车体初始姿态分别为水平和倾斜6°条件下进行仿真和试验.结果表明:采用四元数坐标变换法的火炮身管姿态伺服控制系统具有实现简单、调炮平稳、瞄准精确和超调小等技术特点,满足系统设计要求.     

基于捷联惯导的火炮随动系统应用研究

将捷联惯导安装在火炮的摇架上,直接测量身管的射向,可提高火炮的操瞄精度。采用四元数法求解火炮随动系统的解耦误差控制量,使方位、高低随动能够独立控制,可避免将主令与捷联惯导姿态测量的对应值直接求差,作为随动系统的误差控制量,致使两个通道的运动控制存在耦合的问题,从而提高调炮精度。工程实践证明该方法有效。     

角速率输入下捷联航姿算法研究

文中针对工程实际中陀螺输出的角速率形式，研究了锥运动条件下捷联惯导系统姿态计算中旋转矢量双子样、三子样法和四元数法，并提出了一种改进双子样法，对各算法的漂移误差进行了仿真分析。仿真结果表明在角速率输入情况下改进双子样法的精度优于其他算法，是一种较理想的高精度捷联航姿算法。     

基于四元数的导弹全方位姿态运动误差研究

基于四元数误差分析的方法,研究了导弹姿态扰动情况下全方位运动的误差问题.通过研究扰动对姿态角和四元数转换精度的影响,提出了姿态角和四元数的全方位转换算法.该算法采用象限分析的措施,避免了传统转换算法在姿态干扰的情况下易发生振荡的问题,将姿态角和四元数的转换范围从-90°~90°空间拓展到-180°~180°空间,使基于全角度算法的姿态控制与非全角度算法相比有抗扰动的能力.仿真结果表明了全角度算法的正确性和抗扰动的能力.     

捷联惯性导航系统姿态算法综述

对欧拉角法、方向余弦法、三角函数法、Rodrigues参数法、四元数法和等效旋转矢量法等六种描述捷联惯性导航系统姿态的方法进行叙述和分析。主要探讨了基于四元数法和等效旋转矢量法的各类姿态更新算法．为进一步研究各类算法提供了一定的参考。     

空空导弹惯导系统姿态算法研究

叙述了空空导弹捷联惯导系统对姿态算法的要求，比较了几种常用姿态算法的优缺点，研究等效旋转矢量法的空空导弹惯导系统姿态算法中的应用，对该算法对典型弹全角运动中下的漂移误差进行了分析，并给出了空空导弹惯导系统姿态算法的公式和计算步骤。     

捷联惯导系统姿态算法误差的频域分析

从频域角度分析了捷联惯导系统在姿态解算过程中误差产生的原因,并在典型圆锥运动情况下进行了定量计算.结果表明,由于采样和量化过程中的误差,使惯导系统输出的姿态角出现了耦合误差,并提出了对采样信号进行预处理即设计滤波函数以减小采样信号失真的观点.     

基于Hermite插值的捷联惯导姿态解算算法

将Hermite插值定理用于某远程多用途导弹捷联惯性导航系统的姿态解算 ,解决了弹体高动态特性与相对较低的传感器采样频率之间的矛盾 .对仿真结果进行了分析 ,为远程多用途导弹采用捷联惯导方案获取弹体信息并进行制导提供了可能性 .     

数值方法解算四元微分方程的稳定性分析

详细分析了经典R—K算法的稳定性，计算得到了它的稳定区间．在此基础上提出了一种改进的R—K算法，它在[-∞，0]上绝对稳定，并且与经典R—K算法具有相同的计算精度．