光纤陀螺捷联惯导系统优化航姿算法与DSP实现

"光纤陀螺捷联惯导系统改进航姿算法应用" 光纤陀螺捷联惯导系统（ Strapdown Inertial Navigation System, SINS）是现代导航技术中的一种重要方式，它通过集成的光纤陀螺（Fiber Optic Gyro, FOG）来测量飞行器或车辆的角速度，进而计算出精确的飞行姿态和位置信息。在SINS中，由于陀螺仪的非理想特性，如圆锥误差，会降低姿态解算的精度。为解决这一问题，通常会采用旋转矢量姿态算法。 旋转矢量姿态算法是一种处理陀螺数据的有效方法，它可以消除由于陀螺自身漂移和环境影响导致的圆锥误差。这种算法的核心是通过数学变换将连续的角速度测量转化为对物体姿态的估计。对于不同精度等级的光纤陀螺，可能需要选择不同复杂度的旋转矢量算法。本研究中，作者针对不同精度的FOG，采用适合实际工程应用的低阶旋转矢量算法，确保算法在保持计算效率的同时，能够适应不同精度的传感器。 为了优化算法性能，研究者在多种经典圆锥运动条件下进行了仿真测试。圆锥运动是指飞行器在旋转过程中出现的一种特殊动态，它会对陀螺的读数产生干扰。通过一系列仿真，研究者找到了多子样旋转矢量算法在各种工程环境下的最优子样数。子样数的选择直接影响到算法的稳定性和精度，合适的子样数可以确保在复杂运动环境下仍能获得准确的航姿信息。 此外，研究还涉及到了高性能微型数字信号处理器（DSP）。DSP在导航计算机中的应用能够快速处理大量的数据，提高系统的实时性。在DSP上进行的实验验证了旋转矢量姿态算法在实际硬件平台上的效果，结果表明，算法能够在DSP上高效运行，并提供理想的姿态解算结果。 该研究提出了一种针对不同精度光纤陀螺的改进旋转矢量姿态算法，并通过仿真和实验证明了其在消除圆锥误差、提高航姿解算精度方面的有效性。这对于提升SINS的整体性能，特别是在复杂运动条件下的导航精度，具有重要的理论和实践意义。同时，利用高性能DSP进行算法实现，也为未来惯性导航系统的微型化和智能化提供了技术基础。