高动态环境下SINS姿态更新的改进等效旋转矢量算法

摘要：

【摘要】高动态环境下捷联惯导系统的姿态算法是提高系统精度的关键技术.通过研究SINS高动态姿态更新方法,分析姿态矩阵解算的四元数及等效旋转矢量算法,使等效旋转矢量算法在高动态环境下的应用问题得以完善.为改善等效旋转矢量算法对于高动态飞行环境的适应性,以圆锥运动作为环境条件,对等效旋转矢量算法进行改进,推导改进算法的误差.通过与单子样和三子样等效旋转矢量算法进行仿真对比,验证了改进算法的有效性.
【关键词】高动态；捷联惯导系统；姿态更新；圆锥误差；等效旋转矢量；
【基金】国家自然科学基金项目资助(60304004)

引言：

【引言】捷联式惯性导航系统(Strapd ow n Inertial N aV -igation s ystem , SIN S) 数据处理的关键是载体姿态!速度! 位置参数的实时解算. 在静态或低动态环境下, 姿态参数的解算多采用四元数法, 当载体处于高动态机动环境时, 因转动矢量直接积分而引入的不可交换误差将迅速增大. 为减小不可交换误差, 19 71年B or tz 提出等效旋转矢量概念, 其后的研究主要集中在旋转矢量求解上. 文献阎分析了典型圆锥环境中四元数算法的圆锥误差;文献对高动态环境下四元数的四阶一龙格库塔法和三子样旋转矢量法进行比较:验证了等效旋转矢量法可提高高动态环境下的导航精度.本文从SI N S 基本原理出发, 研究适于高动态飞行环境的SI N S 姿态更新算法. 以圆锥运动作为环境条件, 通过改进等效旋转矢量算法, 增强其对极端飞行环境的适应性, 并通过对比仿真验证了算法的性育旨.

作者：

杜继永；张凤鸣；李建文；黄国荣

作者单位：

空军工程大学装备管理与安全工程学院；空军工程大学航空航天工程学院；中国人民解放军95961部队；中国人民解放军驻212厂军事代表室；