导航原理(清华大学)

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1、飞行器制导、导航与控制张超清华大学航院航空系2014中国风水罗盘里的奥秘九宫八卦十二方位二十四山坐标？导航方法？误差？2清华大学航空系张超第二章导航原理212.1空间坐标系222.2定位原理和航迹估计2.32.3导航参数与性能指标导航参数与性能指标3清华大学航空系张超§§22..11空间坐标系空间坐标系空间坐标系（1）参考坐标系建立应该考虑能否直观且完整全面的描述航行体的运动状态是否便于导航参量的数学描述和导航解算常用参考椭球系的主要参数椭球名称克拉索夫斯基椭球WGS-84椭球长半轴a/m63782456378137扁率f1/298.31/298.2572235634清华大学航空系张

2、超§§22..11空间坐标系空间坐标系空间坐标系（1）参考椭球示意图5清华大学航空系张超§§22..11空间坐标系空间坐标系空间坐标系（2）天球坐标系(i系）原点为地球质心，原点为地球质心，XX轴指轴指向平春分点，向平春分点，ZZ轴是天轴，平轴是天轴，平行与平均地球自传轴，Y轴垂直于直于XX轴、轴、ZZ轴并构成右手坐标轴并构成右手坐标系。空间准惯性坐标系，稳定力学坐标系。6清华大学航空系张超§§22..11空间坐标系空间坐标系空间坐标系（3）Z地心地固坐标系(e系）原点为地球质心，原点为地球质心，XOYXOYh平面与地球平赤道面重合，X轴的指向穿过格林尼治子OY午线和赤道的交点，午线和赤

3、道的交点，ZZ轴与轴与地球平极轴重合。该坐标系在大地测量领域广泛应用。X7清华大学航空系张超§§22..11空间坐标系空间坐标系空间坐标系（4）ZLY地平坐标系(g系）L原点位于当地参考椭球X的球面上，X轴沿参考椭球LL卯酉圈方向并指向东，卯酉圈方向并指向东，YY轴L沿参考椭球子午圈方向指向地球北极，地球北极，ZZ轴沿椭球面外L法线方向指向天顶。多用于导航，称导航坐标系。8清华大学航空系张超§§22..11空间坐标系空间坐标系空间坐标系（5）载体坐标系(b系）原点位于载体的质心，Y轴指向载体的纵轴方向向b前，前，ZZ轴沿载体的竖轴方向b向上，向上，XX轴与轴与YY和和ZZ轴构成bbb右手

4、坐标系。9清华大学航空系张超§§22..11空间坐标系空间坐标系空间坐标系（6）坐标系变换举例：载体坐标转换为地平坐标XXLOLXbLYYRYLOLbbZYZLOLbcoscosryrypsiiiinsinsinsiincoscossypyrypriiiinsinsincosLRcossinryrypsincossincoscosypsinsinyryprcossincosbcossinprsinpcoscosprrpy,,分别代表飞机的横滚角（roll）、俯仰角（pitch）和航向角（ya

5、w）有些文献上也用φθψ表示以上角度10清华大学航空系张超cossin0XXsincos0YY001ZZ3-1-3100转动0cossin0sincos同类转动xcossin0ysincos02-1-21-2-1z0013-2-32-3-2x

6、X1-3-1yααβαβγY11清华大学航空系zZ张超同类转动：1-3-222,2-3-121,2-1-3，3-1-232,3-2-11-2-3转动x0xTyBy0依次转动φ，θ，ψz0zcoscossinsincoscossincoscossinsinsinBcossinsinsinsincoscoscossinsinsincossinisinicoscoscos

7、oscoscossinsinTBsiinsiincoscossiinsiinsiinsiincoscossiincoscoscossinsinsincossinsinsincoscoscos12清华大学航空系张超sinsincosxsincossinycosz