资源描述：
《捷联式惯性导航系统算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国惯性技术学报2000年6月第8卷第2期文章编号:10056734(2000)02003105捷联式惯性导航系统算法研究王养柱,崔中兴(北京航空航天大学自动控制系,北京100083)摘要:对高动态环境下的高精度捷联惯性导航系统的算法进行了深入研究。文中提出了一种新的三回路捷联惯导算法,该算法具有姿态圆锥补偿和速度的划船效应和转动效应补偿。文中推导出了三回路算法中的导航系、机体系和地球系更新的数学模型。给出了姿态圆锥补偿、速度划船效应和转动效应的数学模型。并对该算法进行了仿真研究,最后给出了计算机仿真结果。关键词:捷联惯性导航系统;三回路算法;圆锥补偿;速度补偿+中图分类号
2、:V249.322文献标识码:AResearchontheAlgorithmforSINSWANGYangzhu,CUIZhongxing(Dept.ofAutomaticControl,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Inthispaper,adeepresearchismadeonthealgorithmofhighprecisionstrapdowninertialnaviga-tionsystem(SINS)underhighlydynamicsit
3、uationandanewthreeloopalgorithmforSINSisproposed.Thisalgorithmincludestheattitudeconingcompensationandthevelocityscullingaswellastherotationcom-pensation.Themathematicalmodelsofupdatingtheearthfixedcoordinateframe,thenavigationcoordinateframeandthebodycoordinateframearegiveninthispaper,and
4、themathematicalmodelsoftheabovethreeeffectsarealsogiven.Thecomputersimulationforthisalgorithmistakenandtheresultisshownintheend.Keywords:strapdowninertialnavigationsystem;threeloopalgorithm;coningcompensa-tion;velocitycompensation捷联式惯性导航系统是惯性技术发展的一个重要方向,国内外许多学者对其进行了深入的研1～6究,取得了丰硕的成果,使捷联惯导的
5、应用日益广泛。随着现代计算机技术的发展,高速高精度的姿态积分算法和各种速度补偿算法的研究和应用得到了有力的推动。本文在传统的捷联惯导系统的基础上,结合圆锥补偿和速度补偿的研究成果,以机体系、导航系和地球系这3个坐标系的更新为核心,提出了一种三回路的捷联惯导算法,并对其进行了仿真研究。下面文中所用坐标系定义如下:I系为惯性空间坐标系,原点在地心,x轴和y轴在地球赤道平面,z轴沿地轴指向北极;E系为地球固联坐标系,x轴在赤道平面内指向格林威治线,y轴在赤道平面内指向东径90°,z轴与地球自转轴重合;N系为导航坐标系,文中取为东北天当地地理坐标系;B系为与载体固联的机体坐标系。1
6、系统模型[1]根据方向余弦矩阵的链式规则:收稿日期:20000129作者简介:王养柱(1974—),男,陕西西安人,北京航空航天大学自动控制系博士生,从事惯性导航技术研究。32王养柱等:捷联式惯性导航系统算法研究AAAC332A=CACA(1)121n可得姿态矩阵Cb的更新过程为:n(n-1)n(n-1)b(n-1)Cb(n)=Cb(n-1)Cb(n)(2)n(n)n(n)n(n-1)Cb(n)=Cn(n-1)Cb(n)(3)n(n-1)n(n)以上两式中:Cb(n-1)为tn-1时刻机体系到导航系的方向余弦矩阵;Cb(n)为tn时刻机体系到导航系的b(n-1)方向余弦矩阵
7、:Cb(n)为以惯性系为参考坐标系,机体系从tn时刻的位置到tn-1时刻的位置的方向余弦n(n)矩阵;Cn(n-1)为以惯性系为参考坐标系,导航系从tn-1时刻的位置到tn时刻的位置的方向余弦矩阵。n位置矩阵Ce的更新过程为:n(m-1)n(m-1)e(m-1)Ce(m)=Ce(m-1)Ce(m)(4)n(m)n(m)n(m-1)Ce(m)=Cn(m-1)Ce(m)(5)n(m-1)n(m)以上两式中,Ce(m-1)为tm-1时刻地球系到导航系的方向余弦矩阵;Ce(m)为tm时刻地球系到导航系的e(m-1)方向余弦
