捷联惯导姿态算法优化与比较研究

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“捷联惯导姿态算法若干问题的研究.pdf” 这篇研究论文主要探讨了捷联惯导系统( Strapdown Inertial Navigation System, SINNS)中的姿态更新算法,特别是在捷联惯导系统中,姿态更新算法对于系统的精度有着至关重要的影响。作者张士邈、刘放和秦永元通过深入研究提出了一种等效旋动矢量算法,并针对锥运动条件进行了算法优化。 文章首先介绍了在捷联惯导系统中,姿态更新算法的重要性,指出选择和设计恰当的算法对于提高系统精度至关重要。传统上,四元数法常被用于姿态表示和更新,但四元数在处理非刚体旋转时存在不可交换性误差,尤其是在高动态条件下,这种误差会更加显著。 论文的重点在于研究等效旋动矢量算法,这是一种可以有效减少计算复杂性和提高精度的算法。通过对锥运动的模拟,作者对等效旋动矢量算法进行了优化,以适应系统在特殊运动状态下的表现。仿真结果显示,优化后的等效旋动矢量算法在精度上明显优于传统的四元数方法,而且随着采样频率的增加,姿态更新算法的精度也相应提高。 此外,论文还对比了四元数、旋动矢量及其优化算法,这有助于读者更全面地理解各种方法的优劣。通过这些对比,不仅突显了等效旋动矢量算法的优势,也为实际应用提供了理论支持和参考。 总结来说,该研究对捷联惯导系统中的姿态更新算法进行了深入探索,特别强调了等效旋动矢量算法在提高系统精度方面的贡献,对于理解捷联惯导系统的工作原理和优化算法设计具有重要价值。这一研究结果对于导航系统的设计者和工程师来说,提供了改进现有系统性能的新思路和可能的技术途径。