惯导系统导航坐标详解：从i系到P系与力学编排

本资源主要关注于导航坐标系在IT领域的应用，特别是在FANUC机器人Karel语言的参考手册中关于惯性导航系统（Inertial Navigation System, INS）的详细介绍。主要内容分为以下几个部分： 1. 导航坐标系： - 导航坐标系是惯性测量和导航计算的基础，用于简化系统结构和计算，降低成本。常见的有地理坐标系和大圆坐标系，前者常用于飞机和远程飞行器，后者则适用于近距离战术导弹，如地对地导弹一般采用惯性坐标系。 2. 平台坐标系（P系）： - 平台坐标系是模拟导航坐标系的框架，对于平台式惯性导航系统，它是实际物理平台的参照系；在捷联式惯导系统中，它代表传感器和算法处理中的虚拟参考系。 3. 惯性导航系统： - 涉及惯性坐标系（I系）、地球坐标系（E系）、载体坐标系（B系）等多种坐标转换，这些坐标系有助于理解和处理飞行器在空间中的运动状态。 4. 惯导系统组成与工作原理： - 提供了惯导系统的基本构成，包括加速度计、陀螺仪、姿态角传感器和力矩电机等组件。还介绍了初始对准（即对齐传感器和真实世界方向）的概念和方法。 5. 表观运动与误差补偿： - 分析了地球自转、地理位置变化以及控制指令对表观运动的影响，并讨论了如何通过补偿来减小误差。 6. 载体运动加速度和惯性导航方程： - 解释了载体在空间的运动描述和加速度计算，以及惯性导航的核心数学模型，如惯性导航的基本方程。 7. 指北方位惯导系统和捷联式惯导系统： - 详细阐述了方向余弦矩阵、欧拉角、机械编排方案和姿态矩阵的更新方法，以及不同方法之间的比较。还涉及了捷联惯导的初始对准概念。 这份手册深入讲解了惯性导航技术中的核心概念，包括坐标系转换、惯导系统设计、误差补偿策略以及实际操作中的关键步骤，对于理解和使用FANUC机器人或其他类似设备的导航功能具有重要价值。