刚体姿态估计的类Rodrigues参数算法研究.pdf

《刚体姿态估计的类Rodrigues参数算法研究.pdf》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、上海航天第28卷2011年第4期AER0SPACESHANGHAI27文章编号：1006—1630(2011)04—0027—06刚体姿态估计的类Rodrigues参数算法研究杨永，张根宝，宁小磊。，陈连华。(1．陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021；2．第二炮兵工程学院，陕西西安710025)摘要：针对Rodrigues参数描述刚体姿态运动时的缺陷，提出了一种类Rodrigues参数的姿态估计算法，从定义上避免了Rodrigues参数和修正Rodrigues参数在丁c，一丁c，2，一2时的奇异·l生。推导了类Rodrigues参数描述的姿态运动学微分方程，给出了坐标变换的类R

2、odrigues参数描述，讨论了类Rodrigues的性质和运算，证明了类Rodrigues参数描述姿态的唯一性，并导出了类Rodrigues参数与其他常用姿态描述间的转换公式。给出了用于捷联惯导的姿态解算中的类Rodrigues递推解法。在Matlab软件中时基于STK生成的某标准弹道轨迹的仿真结果表明：类Rodrigues参数的姿态估计算法不存在奇异，计算效率优于目前广泛应用的四元数方法，有一定的理论参考价值。关键词：姿态估计；类Rodrigues参数；Rodrigues参数·中图分类号：V249．3文献标志码：ARigidBodyAttitudeEstimationAlgorithmBa

3、sedonSimilarRodriguesParameterYANGYong，ZHANGGen-bao，NINGXiao—lei，CHENLian—hua(1．CollegeofElectricandCommunicationEngineering，ShanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710021，Shaanxi，China；2．TheSecondArtilleryEngineeringCollege，Xi’an710025，Shaanxi，China)Abstract：InordertogetridofthelimitationofRodr

4、iguesparameterrepresentsrigidbodyattitude，similarRodriguesparameterswereproposedforattitudedeterminationinthispaper，whichwouldavoidsingularitythatappearedinRodriguesparametersandmodifiedRodriguesparametersat，一7c，2n，一27cindefinition．AsimplederivationofsimilarRodriguesparametersbasedattitudekinematics

5、equationwaspresented．CoordinatetransformationusingsimilarRodriguesparameterswasgiven．ThepropertyandoperationofsimilarRodriguesparameterswerediscussed．TheexclusionofattituderepresentationbasedonsimilarRodriguesparameterswasproved．TherelationshipofsimilarRodriguesparameterswithotherattituderepresentat

6、ion，suchasEulerangle，quaternion，rotationvectoranddirectioncosinematrixwerealsoprovided．ArecursivesolutionofsimilarRodriguesparameterswasgiventOattitudealgorithmtofacilitateitsapplicationinSINS．ThesimulationresultsofsomestandardballistictracerwhichgeneratedfromSTKinMatlabsoftwareshowedthattheattitude

7、estimationalgorithmusingsimilarRodriguesparametercouldavoidtheoccurrenceofsingularityandwasmoreefficientoncalculationsthanwidelyusedquaternionbasedkinematicsequation，whichwasanimportantsignificanceint