蒋郡祥,于飞

(1.哈尔滨工程大学 自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001; 2.哈尔滨工程大学 理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)



圆锥环境作为姿态算法优化环境的适用性分析

蒋郡祥1,于飞2

(1.哈尔滨工程大学 自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001; 2.哈尔滨工程大学 理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)

摘要：由于圆锥环境的运动形式过于简单，使得基于其获得的优化系数在实际运动环境中应用的适用性受到质疑。针对上述问题，采用无穷项傅里叶级数展开的方法描述了载体的实际运动环境，基此对姿态算法相关公式进行了重新推导，并得出了相应的姿态算法优化系数，在理论上证明了圆锥环境可以作为姿态算法优化环境。证明了增加姿态算法的子样数，提高陀螺仪的采样频率可以有效抑制姿态算法解算误差。仿真结果表明了相关结论的正确性。

关键词：圆锥环境；捷联惯性导航系统；姿态算法；傅里叶级数；优化系数

捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system, SINS)的惯性器件量测单元刚性固联在载体上。陀螺仪量测的角运动的动态范围较大，转动的不可交换性体现明显，导航计算机需要通过合适的方式处理量测数据，获得捷联姿态矩阵。姿态算法的目的即在于优化捷联姿态矩阵计算过程中的相关系数，以期得到更加准确的捷联姿态矩阵。

Bortz[1]首先推导得到了旋转矢量的微分方程，同时提出了一种旋转矢量已知的周期性的载体运动形式，即圆锥环境。Bortz提出这种圆锥环境的最初目的是圆锥环境的旋转矢量已知，可以在姿态算法计算机仿真时用于算法的精度分析，并没有说明这种运动环境可以用于姿态算法的系数优化。……