捷联惯性导航系统的解算方法ppt课件
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1、方向余弦表cos cos sin sin sin sin cos cos sin sin cos sin sin cos cos cos sin cos sin sin sin cos sin sin cos sin cos cos cos C ψϕψθϕψϕψθϕθϕψθψθθψϕψθϕψϕψθϕθϕ-+-⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥+-⎣⎦(1.0.1)X E Y C N Z ζ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦(1.0.2) 在列写惯导方程需要采用方向余弦表,因为错误!未找到引用源。
α较小,经常采用两个假设,即:cos 1sin 1αα≈≈ (1.0.3)式中 α-两坐标系间每次相对转动的角度。
由于在工程实践中可以使其保持很小,所以进一步可以忽略如下形式二阶小量,即:sin sin 0αβ≈ (1.0.4)式中β-两坐标系间每次相对转动的角度。
可以将C 近似写为:111C ψϕψθϕθ-⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦(1.0.5) 2、用四元素表示坐标变换对于四元素123q p i p j p k λ=+++,可以表示为如下形式cossincos sincos sincos 2222q i j k θθθθαβγ=+++ (2.0.1)式(2.0.1)的四元数称为特殊四元数,它的范数1q =。
1'R q Rq -= (2.0.2)式中''''R xi yj zk R x i y j z k=++=++ (2.0.3)将q 和1q -的表达式及式(2.0.3)带入(2.0.2),然后用矩阵表示为:()()()()()()()()()22221231231322222123213231222213223131222''22'22p p p p p p p p p x x y p p pp p p p p p yz z p p p p p p p p p λλλλλλλλλ⎡⎤+--+-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+--+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥+-+--⎣⎦(2.0.4)由四元素到方向余弦表的建立123cos cos22sin cos22sin sin22cos sin22p p p θψϕλθψϕθψϕθψϕ-=-=-=+= (2.0.5) 将式(2.0.5)带入式(2.0.4),有cos cos sin cos sin cos sin sin cos cos sin sin sin cos cos cos sin sin sin cos cos cos cos sin sin sin sin cos cos C ϕψϕθψϕψϕθψϕθϕψϕθψϕψϕθψϕθθψθψθ-+⎡⎤⎢⎥=---+⎢⎥⎢⎥-⎣⎦(2.0.6)3、四元数转动公式的进一步说明采用方向余弦矩阵描述飞行器姿态运动时,需要积分姿态矩阵微分方程式,即C C =Ω (3.0.1)式中 C -动坐标系相对参考坐标系的方向余弦阵Ω-动坐标系相对参考坐标系角速度ω的反对称矩阵表达式 其中C 为公式(1.0.5)提供000z y zx y xωωωωωω⎡⎤-⎢⎥Ω=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦(3.0.2)采用(3.0.1)计算需要列写9个一阶微分方程式,计算量大。