捷联惯导算法详解：卡尔曼滤波与姿态解算

本讲义名为《捷联惯导算法与卡尔曼滤波原理讲义》，由严恭敏和翁浚编著，出自西北工业大学，于2016年9月发布。该讲义针对惯性导航技术，尤其是捷联惯导系统，深入探讨了相关算法与理论。随着惯性技术在军事、工业和消费电子领域的广泛应用，其研究开发呈现出强劲势头。 主要内容包括： 1. 概述部分介绍了捷联惯导算法的基本概念和卡尔曼滤波与组合导航原理，这两者是现代导航系统的核心技术，卡尔曼滤波尤其在处理多传感器数据融合时发挥关键作用。 2. 讲义详细阐述了捷联惯导的姿态解算基础，如三维矢量、反对称阵、方向余弦阵与等效旋转矢量的概念和运算。通过介绍四元数表示，读者可以理解姿态更新过程中的数学模型，如四元数微分方程及其求解。 3. 圆锥运动条件下的等效旋转矢量算法是一个关键环节，它考虑了实际导航中的运动约束，确保了算法的准确性。 4. 讲义还涵盖了捷联惯导系统的初始对准技术，这是确保导航系统正确运行的首要步骤，以及组合导航系统的建模与算法仿真，帮助读者理解和应用这些理论于实际问题。 此外，作者感谢了来自西北工业大学自动化学院及航天科工第九总体设计部的多位专家在编写过程中的宝贵意见和支持，同时诚恳地邀请读者对可能存在的错误进行批评指正。 通过学习这本讲义，读者将获得对捷联惯导算法和卡尔曼滤波原理的深入理解，掌握如何将其应用于各种复杂环境下的导航系统设计和优化。对于从事惯性导航技术研究的学生、爱好者和工程师来说，这是一份极具价值的学习资料。