在捷联式惯导系统中，如何通过加速度计和陀螺仪数据进行初始对准，并解释四元数在姿态更新中的作用？

捷联式惯导系统不依赖于传统的机械平台，而是直接将惯性测量单元（IMU）安装在载体上，通过解析IMU中的加速度计和陀螺仪数据来进行初始对准。初始对准的过程包括对传感器的校准和设定系统零位，确保导航系统的起始姿态准确无误。具体操作时，首先进行静态对准，通过加速度计测量地球重力矢量方向，确定载体的水平姿态；然后进行动态对准，利用陀螺仪测量地球自转角速度，确定载体的垂直姿态。

参考资源链接：[地球自转与表观运动：惯性导航技术解析](https://wenku.csdn.net/doc/f7ogb62adp?spm=1055.2569.3001.10343)

四元数在捷联式惯导系统中用于描述载体的姿态更新。在三维空间中，载体的姿态可以通过旋转来表达，四元数提供了一种避免万向节锁问题且计算效率高的方法来表示三维空间中的旋转。载体的姿态更新涉及到旋转矢量的连续积分，而四元数的运算特别适合处理这些积分过程中的非线性问题。在进行姿态更新时，首先将陀螺仪测量得到的角速度转换为四元数形式，然后利用四元数的乘法运算进行积分，得到新的载体姿态四元数。最后，利用更新后的四元数将导航坐标系转换到载体坐标系，从而获得载体的实时姿态信息。

因此，初始对准和四元数的使用是捷联式惯性导航系统中的关键技术和步骤。为了深入了解这些原理和技术细节，建议参考《地球自转与表观运动：惯性导航技术解析》一书，它全面解析了惯性导航系统中地球自转引起的表观运动以及相关的补偿算法，提供了从基础概念到实际应用的详尽知识。

参考资源链接：[地球自转与表观运动：惯性导航技术解析](https://wenku.csdn.net/doc/f7ogb62adp?spm=1055.2569.3001.10343)